INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS ELECTROQUIMICA GRUPO: 7IM1 EQUIPO: 4 GUERRERO MELENDEZ KARINA _________________ LACUNZA GUZMAN MARGARITA__________________ MARTINEZ OLVERA MIREYA_____________________ RODRIGUEZ LUZ RODRIGO_______________________ VELAZQUEZ TOLEDO DANIEL ALEJANDRO__________ PROFESORA:M. en C. BLANCA ZAMORA CELIS
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
ELECTROQUIMICA
GRUPO: 7IM1
EQUIPO: 4
GUERRERO MELENDEZ KARINA _________________
LACUNZA GUZMAN MARGARITA__________________
MARTINEZ OLVERA MIREYA_____________________
RODRIGUEZ LUZ RODRIGO_______________________
VELAZQUEZ TOLEDO DANIEL ALEJANDRO__________
PROFESORA:M. en C. BLANCA ZAMORA CELIS
FECHA
VIERNES 27 DE ENERO DEL 2012
INTRODUCCION
En los últimos años la tecnología electroquímica ha experimentado un gran
avance gracias al desarrollo y estudio de nuevos materiales electródicos, entre los
que se encuentran los recubrimientos de diamante conductor de la electricidad.
Los electrodos preparados a partir de este material están caracterizados por una
gran estabilidad física, química y electroquímica, y por presentar elevados
sobrepotenciales para los procesos de oxidación y reducción del agua. Estas
inmejorables propiedades han conseguido que en pocos años se hayan
desarrollado numerosas aplicaciones electroquímicas basadas en los mismos, y
que van desde su uso en química electroanalítica hasta su aplicación en
electroquímica industrial y medio ambiental, en procesos tales como la
electrosíntesis de compuestos orgánicos e inorgánicos de interés industrial, y el
tratamiento de aguas de abastecimiento y de efluentes industriales contaminados
con materia orgánica.
DEFINICIONES
1)
La ingeniería electroquímica es una rama de la ingeniería que implica el diseño,
caracterización y operación de componentes, montajes y procesos que involucren
la interconversión de energía química y eléctrica; por tanto, se puede definir como
“la comprensión y desarrollo de materiales prácticos y procesos que impliquen
transferencia de carga en la superficie de un electrodo”.
La ingeniería electroquímica requiere un tratamiento integrado de conceptos de
electroquímica e ingeniería.
Abarca los siguientes aspectos:
1. Procesos electroquímicos, en los que los materiales sufren los cambios
requeridos en composición, distribución de energía o estado físico.
2. Los productos resultantes
3. La aplicación del proceso o productos a un final útil
ELECTROQUÍMICAEstudio de la transferencia heterogénea de carga que ocurre en la interfase entre
electrodo y electrolito
INGENIERÍAConocimiento y desarrollo de procesos y
materiales de aplicación práctica
INGENIERÍA ELECTROQUÍMICAConocimiento y desarrollo de procesos y
materiales de aplicación práctica que impliquen una transferencia heterogénea
de carga en la superficie del electrodo
PROCESOS QUÍMICOSEn que materiales se dan los cambios
requeridos en la composición , contenido energético y estado físico
MÉTODOS PARA ELECTROQUÍMICOReactor electroquímico
PRODUCTOSProductos químicos, metales,
recubrimientos, sensores, energía eléctrica
APLICACIONESSíntesis, eliminación de iones
metálicos/productos orgánicos, depositos de capas metálicas/ semiconductores,
detección/monitorización, conversión de energía
Fig. 1 Ingeniería Electroquímica y sus definiciones
2)
La electroquímica ha sido definida clásicamente como la ciencia que trata de los
cambios químicos producidos por la corriente eléctrica, y de la producción de
electricidad mediante la energía de reacciones químicas. La ingeniería
electroquímica es una rama de la ingeniería química a la que se acoplan ciertos
aspectos de la ingeniería eléctrica y de la metalurgia.
Las industrias electroquímicas pueden dividirse en términos generales en:
a) Las de naturaleza electrolítica
*Electrodisociación: como ocurre con el cloro y metales alcalinos.
*Obtención electrolítica: como en industrias de cobre y zinc en que dichos
metales se producen por lixiviación del mineral.
*Refinado electrolítico: por ejemplo el cobre y níquel electrolíticos.
*Electrodeposición: ejemplo la galvanoplastia y la galvanostegia.
*Oxidación y reducción: cloratos, peróxidos, óxidos metálicos, así como
materiales orgánicos.
b) Industria de electrolito fundido: ejemplo la industria del aluminio,
magnesio y metales alcalinos.
c) Grupo electrotérmico: por ejemplo el carburo de calcio, cianamida
cálcica, grafito, y abrasivos sintéticos.
d) Ferroaleaciones de horno eléctrico: como el acero eléctrico y aleaciones
especiales.
e) Baterías: de tipo primario y secundario.
3)
La Ingeniería Electroquímica es una rama de la Ingeniería que trata sobre el
estudio de los procesos químicos, en los que la electricidad es considerada el
reactivo principal.
Esta técnica aunque es muy antigua ha tenido que resurgir en los años sesenta,
donde se observa un esfuerzo centrado en el diseño y modelización de los
reactores electroquímicos.
Su campo de aplicación es muy extenso y abarca procesos tales como la
hidrometalurgia, generación de energía (celdas de combustión), depuración de
residuos, electrosíntesis de productos orgánicos e inorgánicos, tratamiento de
superficies (prevención de la corrosión) y bioelectroquímica.
APLICACIONES INDUSTRIALES DE LA ELECTROLISIS
La gran estabilidad electroquímica, conjuntamente con su estabilidad química,
hacen del diamante un material muy adecuado para su uso en el tratamiento de
aguas residuales industriales contaminadas con materia orgánica, ya que los
materiales que compiten con él, en cuanto a características y rendimiento
(recubrimientos de óxidos de plomo y de estaño), sufren con facilidad ataques
químicos por parte de los componentes de las aguas residuales, y en
determinadas condiciones pueden liberar al agua tratada componentes de gran
toxicidad. Por otro lado, la amplia ventana electroquímica de este material es,
probablemente, la característica más importante, ya que posibilita alcanzar
rendimientos eléctricos muy elevados y desarrollar procesos que con otros
electrodos se verían enmascarados por la oxidación del agua. A pesar de esto, es
importante resaltar que la respuesta electroquímica del diamante se puede ver
afectada por diversos factores tales como el nivel de dopado, la presencia de
impurezas, el acabado de la superficie y el material sustrato empleado en su
síntesis. En este trabajo, con el fin de profundizar en las características y
propiedades de este nuevo material electródico, se hace una recopilación sobre
las propiedades y los métodos actuales de síntesis de los electrodos de diamante
conductor de la electricidad.
INDUSTRIA FARMACÉUTICA
Se menciona en el reglamento de insumos para la salud que:
ARTÍCULO 13. El agua que se utilice en la elaboración, fabricación,
mezclado o acondicionamiento de los Insumos, deberá ser potable, salvo
para aquellos casos en los que se establezca en este Reglamento, en la
Farmacopea de los Estados Unidos Mexicanos o en la Norma
correspondiente que tenga que ser purificada, destilada o de otras
características.
Tomando en cuenta el criterio de la Farmacopea de los Estados Unidos
Mexicanos del 2011 (FEUM) dice en uno de sus apartados y/o monografías de
Métodos Generales que debe contar el agua de procesos un valor de 2.5
Microsiemens por centímetro ( µS/cm) que es la unidad para medir la
conductividad y solidos disueltos.
Conductividad del agua
Agua pura: 0.055 µS/cm
Agua destilada: 0.5 µS/cm
Agua de montaña: 1.0 µS/cm
Agua para uso doméstico: 500 a 800 µS/cm
Máx. Para agua potable: 10055 µS/cm
Agua de mar: 52 µS/cm
En el caso de medidas en soluciones acuosas, el valor de la conductividad es
directamente proporcional a la concentración de sólidos disueltos.
Para lo cual en I.M.Bruluart el agua de fabricación cuenta con un rango menor a 1
de medición electrolítica para estos análisis, el cual se cumple las normas
correspondientes y con los criterios dela FEUM como de Buenas Practicas para la
fabricación en la Industria Farmacéutica.
Sensor de conductividad
Otra aplicación es:
ARQUITECTURA Y TECNOLOGÍAS DE LA CONSTRUCCIÓN
Donde se emplean polímeros conductores en las siguientes vertientes:
Síntesis Electroquímica; para la obtención de estos polímeros como el polipirrol y
se observa la influencia de los parámetros experimentales en las propiedades de
la película del polímero conductor. En general la síntesis electroquímica, involucra
diferentes variables experimentales: químicas (naturaleza del solvente, el
monómero, y la sal dopante) y físicas (temperatura, condiciones eléctricas,
naturaleza y forma de los electrodos, geometría de la celda).
Propiedades Electroquímicas y Modelos Teóricos: modelos de relajación