Escuela  de  MetalurgiaCiclo  2015-­I

Fundamentos  Metalúrgicos  IIExamen  Parcial

19/V/15

Sin  copias,  libros,  apuntes OSCME-­413R

2

Datos:

E˚th  mV

REACCION  CATÓDICA

REACCION  ANÓDICA

REACCION  CELDA  COMPLETA

REACCION  CATÓDICA

REACCION  ANÓDICA

REACCION  CELDA  COMPLETA

Especie µ°(1,298)Kjoule/mol

S°(1,298)joule/mol*K Especie µ°(1,298)

Kjoule/molS°(1,298)

joule/mol*K

Au(CN)2  -­ 285.245 172.004 FeS2 -160.024 52.93

Au 0 47.488 Fe(CN)6 -4 695.02 95.019

HCN(a) 119.693 124.683 SO4 -2 -­744.362 18.828

CN  -­ 172.313 94.14 Ag 0 42.677

H2O -­237.141 69.95 Ag(CN)2  -­ 305.839 192.004 192.00375745

Cu3AsS4 -437.26 257.6 H3AsO3(ac) -­639.596 195.016

Cu(CN)2 - 302.796 205

∑S-­‐2=10  -­‐3  M

Especie μ°298 S°298Kj/mol j/°K.mol

Fe2+ -­91.525 -­105.855Fe(OH)2 -­491.947 87.9HFeO2(-­a) -­398.957 -­62.76FeO2(-­a) -­387.612 44.35H(+a) 0 0H20 -­237.141 69.95H2S(a) -­27.643 126HS(-­a) 12.44 67

S 0 32.07HSO4(-­a) -­755.312 131.7

SO4(-­2a) -­744.362 18.828FeS2 -160.024 52.93

a

3.5

4.34

-­2.62

-­0.9208 -­11.655-­17.297

7.125.18

1_2 0.4212_3' 83'  _3 8.93_4 9.744_5 13.342

Cu3AsS4 + 19H2O + 6HCN(ac) = 3Cu(CN)2 - + 4SO4

2- + H3AsO3(ac) + 41H(+a) + 30e-

CELDAS  ELECTROQUÍMICAS  

ORO

Au(CN)2 - + 2H + + e- = Au + 2HCN(ac)

PIRITA

FeS2 + 8H2O + 6HCN(ac) = Fe(CN)6 -4 + 2SO4

-2 + 22H + + 14e-

PLATA

Ag(CN)2 - + 2H + + e- = Ag + 2HCN (ac)

ENARGITA

N˚ logK

a b1 12.0018 3.0009 02 -­2.3150 4.8425 -­23' -­16.3607 -­2.1804 -­13 -­29.3018 -­11.6509 04 -­45.5947 -­16.7974 0.55 114.7805 6.8520 -­1.33336 83.5589 5.1113 -­1.1429

FeS2  +  2H2O  +  2e-­  =  HFeO2(-­a)  +  2HS(-­a)  +  H(+a)2SO4(-­2a)  +  FeO2(-­a)  +  20H(+a)  +  15e-­  =  FeS2  +  10H2OFe(+2a)  +  2SO4(-­2a)  +  16H(+a)  +  14e-­  =  FeS2  +  8H2O

pe=  a  +  b*pH

Fe(+2a)  +  2e-­  +  2S  =  FeS2FeS2  +  4H(+a)  +  2e-­  =  2H2S(a)  +  Fe(+2a)FeS2  +  2H(+a)  +  2e-­  =  2HS(-­a)  +  Fe(+2a)FeS2  +  2H2O  +  2e-­  =  Fe(OH)2  +  2HS(-­a)

Reacciones

181614121086420-2

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

S - Fe - H2O - System at 25.00 C

C:\HSC6\EpH\FeS2595.iep pH

Eh (Volts)

H 2 O L i m i t s

FeS2

S

H2S(a)HS(-a) S(-2a)

HSO4(-a)

SO4(-2a)

ELEMENTS Molality PressureFe 1.000E-06 1.000E+00S 1.000E-03 1.000E+00

2.-­ Diagrama  de  Pourbaix  del  sulfuro  de  hierro  (pirita)Con  ayuda  del  diagrama  de  Pourbaix  Eth -­ pH  y  la  data  termodinámica  adjuntas  se  pide  contestar  las  siguienets  preguntas.  Considerar  una  concentración  total  de  las  especies  disueltas  igual  a  Σ [Fe]  =10  -­ 5 M  y  del    ∑S-­2=10 -­3 M  ,  considere  soluciones  ideales  y  una  T  =  25°C.  Se  pide:a)  Encontrar  para  tres  reacciones  los  parámetros  a  y  b  de  la  ecuación  pe=  a  +  b*pH.  En  su  hoja  de  examen  se  indicará  las  ecuacioens  que  les  correspondan.  b)    Encuentre  dos  puntos  del  polígono  de  predominancia  de  la  pirita.  c)  ¿  Puede  el  FeS2   considerarse  película  pasivante  del  Fe?.  d)  ¿Existen  equilibrios  no  redox  en  el  sistema  planteado?.  Existen  equilibrios  redox  idependientes  del  pH.  Señalarlose)  Calcular  el  diagrama  de  estabilidad  del  agua    y  determinar  si  hay  zona  de  disolución  de  pirita  con  desprendimiento  de  hidrógeno,  con  desprendimiento  de  oxígeno  ?.  .

1.-­ Preciptación  de  oro  sobre  minerales:Determinar  la  reacción  de  celda  completa  para  los  casos  de  pirita-­‐oro y  enargita  -­‐plata.  Calcular  el  Eth  en  mV  de  todas  las  reacciones  y  con  el  dato  de  Eth  de  celda  competa  determinar  si  es   factible  que  se  precipite  oro  o  plata  sobre  su  respectivo  mineral.  De  acuerdo  a  sus  resultados  indicar  si  el  oro  o  la  plata  se  concentran sobre  la  superficie  de  su  respectivo  mineral.  Se  adjunta  en  tabla  aparte  la  data  termodinámica  necesaria.

1

FeS2

2

3´3 4

5

-­‐0.8

-­‐0.7

-­‐0.6

-­‐0.5

-­‐0.4

-­‐0.3

-­‐0.2

-­‐0.1

0

0.1

0.2

0.3

0 2 4 6 8 10 12 14

Eth  (V)

pH

Estabilidad  del  FeS2

6