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Diagrama Eh - PH del Cobre en Agua Se consideran actividades unitarias para todas las especies metálicas en solución. Este diagrama es adecuado para analizar la lixiviación de óxidos simples.

Cu

Energía libre de Formación (calorías) 0

Estado de oxidación del Cobre 0

Cu2O

-34.950

1

Cuprita

CuO

-30.400

2

Tenorita

+

12.000

1

Ion cuproso

15.530

2

Ion cúprico

-61.420

2

Ion hidrogenuro de Cuprato

Espe cie

Cu

Cu2+ HCuO 2

Denominación Cobre Nativo

Tabla 1: Especies considerada en el diagrama Eh-pH de Cu- H2O.

Reacciones del cobre necesarias para realizar el diagrama de Pourbaix:

Reacciones en que participan H+, pero no e(lineas Verticales)

Reaccion es

Reacciones en que participan e-, pero no H+ (líneas hotizontales)

Reacciones en que participan e- y H+ (líneas diagonales)

Ilustración 1: Esquema resumen de los tipos de Reacciones del Cobre

1.- Líneas Verticales: Reacciones en que participan H+, pero no eEn las reacciones químicas de este se debe encontrar el valor del pH como se muestra a continuación: Para calcular el pH se debe saber lo siguiente: aA + bB ⇔ cC + dD Energía libre estándar de la reacción (ΔG°):

[cal]

[mol/litro] pH= -log [H+]

1.1-

CuO + 2H+ Cu2+ +H2O

Paso 1: Calcular la energía libre estándar de la reacción: ∆G0 = µ0 (Cu2+) + µ0(H2O)- µ0(CuO) ∆G0 = 15530+ (-56650)-(-30400) ∆G0 = -10760 cal Paso 2: Calcular el pH de la reacción:

+¿ H ¿2 Cu+2 ∆ G° −10760 ¿ = 1364 = 1364 ¿ log ¿

Se considera 1 para las actividades metálicas en solución, por lo tanto

Cu

+2

= 1.

+¿ H ¿2 1 −10760 ¿ = 1364 =7.89 ¿ log¿ +¿¿ H ¿ log 1−2 log ¿ 0+2 pH=7.89 pH=3.95

1.2-

CuO + H2O HCuO2- + H+

Paso 1: Calcular la energía libre estándar de la reacción: ∆G0 = µ0 (HCuO2-))- µ0(CuO) - µ0(H2O) ∆G0 = -61.420- (-30400) - (-56650) ∆G0 = 25630 cal Paso 2: Calcular el pH de la reacción:

+¿¿ H ¿ ∆G ° 25630 (¿(CuO )¿)= = 1364 1364 ¿ log¿ Se considera 1 para las actividades metálicas en solución, por lo tanto CuO = 1.

+¿¿ H ¿ −25630 ¿= =18.79 1364 ¿ log¿

+¿¿ H ¿ log ¿

−pH −0=−18.79 pH =18.79

1.3-

CuO + H2O CuO2

2-

+ 2H+

Paso 1: Calcular la energía libre estándar de la reacción: ∆G0 = µ0 (CuO2-2))- µ0(CuO) - µ0(H2O) ∆G0 = 65226- (-30400) - (-56650) ∆G0 = 21820 cal Paso 2: Calcular el pH de la reacción:

+¿¿ H ¿ ∆G ° 21820 (¿(CuO )¿)= = 1364 1364 ¿ log¿

Se considera 1 para las actividades metálicas en solución, por lo tanto CuO = 1.

+¿¿ H ¿ −25630 ¿= =15.99 1364 ¿ log¿

+¿¿ H ¿ log ¿ −pH −0=−15.99 pH=15.9

2.- Líneas horizontales: Reacciones en que participan e-, pero no H+ Calculamos el valor

de E.

2.1 Cu2+ + e- Cu+

2+¿ Cu¿ ¿ +¿ Cu¿ ¿ μ°¿ E °=¿ E °=

15530−12000 1∗23060

E °=0.153 +¿

Cu Cu2+¿ ¿ ¿ 0.06 E=0.153+ ∗log ¿ 1

E=0.153+

E= 0.153

0.06 ∗log(1) 1

3.1 Cu2+ + H2O + 2e- Cu2O + 2H+

3.- Líneas diagonales Reacciones en que participan e- y H+

E = 0.20 + 0.06pH 3.2 2CuO + 2H++ 2e- Cu2O + 2H2O E = 0.67 + 0.06pH 3.3 Cu2O + 2H++ 2e- 2Cu + 2H2O E = 0.47 – 0.06pH

Tabla 2: Resultados según pH

Diagrama Eh - pH del Cobre en Agua

Gráfico 1: Diagrama Eh - pH del Cobre en Agua

Interpretación del Diagrama de Pourbaix Este se lee en los ejes de X ,Y: -En Y, se encuentra el potencial, el cual calculamos con la eq. de Nernst, h= hidrogeno

En X, se encuentra el pH con la función

Diagrama de Pourbaix consiste en líneas: 

Horizontales ________



Verticales llllll



Diagonales

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