Refinación electrolítica del cobre

Question

Para refinar el cobre, se electroliza una solución acuosa de sulfato de cobre (II), utilizando cobre impuro como ánodo y cobre puro como cátodo.

En el ánodo, las impurezas metálicas más altas que el cobre en la serie electroquímica, como el zinc, el hierro y el plomo, se oxidan primero, y luego el cobre pierde sus electrones para formar iones de cobre (II). Las impurezas metálicas inferiores al cobre en la serie electroquímica apenas se oxidan y se depositan en el fondo del tanque en forma de lodo. Por lo tanto, tengo dos preguntas:

1. Si en la solución existen iones de metales más reactivos que el cobre, ¿por qué no se descargan preferentemente primero para formar metal de zinc o hierro en el otro electrodo de cobre antes que el cobre?

2. ¿Por qué se puede espesar el cátodo de cobre puro sólo con cobre puro?

Answer 1

A su primera pregunta: Considera lo que ocurre si pones un clavo de hierro o una pastilla de zinc en una solución de cobre(II): los metales menos nobles se oxidarán y reducirán los iones de cobre a cobre(0). Así que aunque algunos de los iones de los metales menos nobles se reduzcan y se depositen en el cátodo, reaccionarían con los iones de cobre (que son los más numerosos en este escenario).

A su segunda pregunta: si en la solución hubiera iones de metales más nobles que el cobre, se depositarían en el cátodo. Sin embargo, ajustando cuidadosamente el voltaje y la corriente, no se producen más iones de metales nobles en el ánodo. Como dice Ivan Neretin en los comentarios, el cátodo reducirá lo que está disponible para ser reducido: los iones de cobre (que son los más numerosos y los que encajan en el potencial).