Tecnología electrolítica: descontaminación de aguas
- Fundamento científico
- Diagramas de Pourbaix y la ecuación de Nernst
- Propiedades de las aguas residuales. Efecto de las aguas residuales
- Reacción anódica y catódica
- Investigación de campo. Importancia del pH
- Dimensiones y geometría del electrodo
- Condiciones y lugar de tratamiento
- Determinaciones del medio (agua residual)
- Selección del ánodo de sacrificio
- Cálculos básicos
- Vida del ánodo
- Calculo de fuente de energía en el sistema
FUNDAMENTO CIENTIFICO
La precipitación de un metal en un electrolito, es básicamente, una reacción electroquímica, es decir, supone la existencia de una reacción de oxidación y una de reducción y la circulación de iones a través del electrolito. Así sobre la superficie del metal, se genera dos zonas, de las cuales, en donde se produzca la oxidación del metal, actuará de ánodo
Liberando electrones, que emigran a través del metal hacia la zona que actúa de cátodo donde reacciona a base de producir una reducción de algunas sustancias existentes en el electrolito. Estas sustancias serán los iones hidrógeno en medio ácido.
y el oxigeno disuelto en el agua en medio alcalino y neutro:
El proceso de precipitación supone, pues, la generación de una pila electroquímica.
DIAGRAMAS DE POURBAIX Y LA ECUACION DE NERNST
La protección metálica está basada en el hecho de que el potencial del metal es bajado, por reducción dentro del dominio, de la inmunidad. Pourbaix propone un criterio para la precipitación.
Se sabe por ejemplo que un metal se disuelve con formación de iones metálicos a un dado potencial.
A un potencial inferior no hay disolución, y además dicho potencial no es afectado por el pH del medio.
Se sabe también que si el metal se disuelve y da un óxido o hidróxido, la reacción ocurre a los potenciales que depende del pH.
El potencial de electrodo del hierro a 10-6 iones gramo/litro la concentración de sus iones puede calcularse a partir de la ecuación de Nernst:
Por lo tanto, la corrosión del hierro no ocurrirá si el potencial no se hace superior a - 0,62 volts ENH.
Esto es importante en el estudio de la corrosión, pues en las condiciones en que se forman productos solubles es de esperar que haya ataque corrosivo.
En las condiciones en que se forman productos insolubles, estos pueden entorpecer la corrosión.
Pourbaix, recurrió a una representación del potencial en función del pH.
Representación de los diagramas de Pourbaix
PROPIEDADES DE LAS AGUAS RESIDUALES. EFECTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
La composición del medio afecta sensiblemente al potencial de corrosión. El potencial de corrosión electroquímica de un óxido es más positivo que la de un hidróxido.
Al corroerse el metal pasa a la solución en forma de iones:
en general, en corrosión se estudia metales cuyos iones no son estables con el agua. Como resultado de ello, estos iones reaccionan con las moléculas del agua del medio y alcanzan un equilibrio termodinámico, según
La reacción muestra una etapa de hidrólisis de los iones metálicos, la misma continua, de modo que el ión M(OH)+ reaccione con otra molécula de agua y forme M(OH)++ y así sucesivamente M(OH)n
REACCION ANODICA y CATODICA
REACCION ANODICA
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