MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / MAYO 2022 / EDICIÓN 536 11 ticas electroquímicas del sólido (si es metal o semiconductor o aleación o compuesto intermetálico) y juega un rol significativo en las reacciones en que esté involucrado el sólido. Tiene una influencia trascendente en las reacciones electroquímicas. Respecto a la ecuación cinética de una reacción electroquímica, esta tiene un parámetro adicional a la de una reacción química, que es el sobrepotencial, que se define como la diferencia entre el potencial aplicado (el potencial EC para el caso de las reacciones de cementación) y el potencial de equilibrio. Asimismo, la velocidad de una reacción electroquímica se expresa en términos de densidad de corriente. La forma más general de la ecuación para procesos electroquímicos es la de Butler Volmer[4], que es una relación que involucra funciones exponenciales (seno hiperbólico). Sin embargo, hay expresiones más simples, que son casos específicos de la de Butler Volmer, por ejemplo, para el caso de bajos sobrepotenciales. En esta situación, se tiene que la densidad de corriente y el sobrepotencial guardan una relación lineal. Análisis cinético del sistema Cu++/Fe° Este sistema de cementación ha sido estudiado, con un enfoque cinético, en numerosas ocasiones, con distintas formas de contacto entre la solución que contiene cobre y el precipitante fierro sólido. De estos trabajos experimentales efectuados, se ha considerado apropiado tomar los resultados de aquellos que utilizaron una hidrodinámica conocida como es el electrodo de disco rotatorio[5],[6]. En ese sentido, es posible resumir, a continuación, los principales hallazgos de estas investigaciones: La cementación de cobre con fierro es un proceso controlado por difusión con una energía de activación Ea de 3.4 Kcal/mol. La etapa controlante de la reacción es la difusión de los iones cúpricos Cu++ a los sitios de reacción catódica a través de la película inmóvil de fluido en contacto con el fierro metálico. Bajo ciertas condiciones, puede ocurrir un cambio en el mecanismo de reacción, llegando a que la etapa controlante sea la difusión de iones ferrosos Fe++, desde los sitios anódicos hacia el seno de la solución, a través del cobre depositado, como cemento, sobre el fierro. La morfología del depósito de cobre es una función de la concentración inicial de los iones cúpricos Cu++, de la temperatura y de la intensidad de agitación que se registra en el sistema de cementación. Dependiendo del tipo de depósito que se forme, este puede influir en que se alcance un mayor o menor efecto positivo o negativo en términos de aumentar o disminuir la cinética de la reacción. Cuando una reacción controlada por difusión está representada por una línea recta con pendiente negativa, se produce en un cierto tiempo, una desviación de este comportamiento lineal, pudiendo ser esta desviación positiva o negativa, la cual se interpreta como un incremento o disminución de las superficies catódicas disponibles en el tiempo. Por lo expresado en este enfoque cinético químico, la reacción de cementación estaría gobernada por la siguiente ecuación diferencial: d [cu++] dt [cu++] AK = - Ec. 1 la cual integrada, nos lleva a la relación que a continuación mostramos: c c0 AK V Ln t = - Ec. 2 Asimismo, en la Figura 4 presentamos un diagrama esquemático de potenciales de equilibrio para cada semirreacción y donde el potencial de compromiso EC puede ubicarse en algún punto intermedio entre ambos.
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