Celdas de flotacion

3.

LA ESTRUCTURA DE LA INTERFASE ELECTRIZADA. Si fuese posible “mirar” al interior de un electrólito, observaríamos las moléculas de disolvente, de agua por ejemplo, los iones y también sus interacciones ion-ion y ion-disolvente. Notaríamos además, un constante movimiento al azar de las partículas. En condiciones de equilibrio las fuerzas medias en el tiempo son iguales en todas lasdirecciones y por lo tanto no habrá campo eléctrico resultante, es decir prevalece la electroneutralidad de la solución.

Figura 3.1: La orientación al azar de los iones en un electrólito.

Al introducir un electrodo, se establece una interfase electrodo-solución, lugar donde las propiedades uniformes del electrólito quedan perturbadas por la presencia de la otra fase. El ordenamiento de las partículasqueda determinado por las fuerzas que operan sobre ellas. Puesto que en el límite, entre las fases existen fuerzas nuevas, también aparece la tendencia a que surjan estructuras nuevas. Este ordenamiento nuevo nace como un compromiso entre las estructuras que demandan ambas fases. Como consecuencia de esto se puede presentar una orientación neta de los dipolos y de las partículas cargadas yderivado de esto aparece un exceso de carga, es decir se ha roto la electroneutralidad en el límite de fase. Se ha producido una separación de cargas en la interfases electrodo – electrolito, produciéndose una diferencia de potencial en la interfase, aún cuando ésta como un todo mantiene la neutralidad eléctrica. La diferencia de potencial en la doble capa no es grande, aproximadamente de 1 voltio, perolas dimensiones de dicha interfase son pequeñas, el ancho es de aproximadamente 10A° , generándose una fuerza de campo del orden de 107 V/cm, lo que corresponde a un enorme campo. La doble capa eléctrica no constituye un rango especial de la interfase electrodo – electrólito, sino que son consecuencia general del contacto entre dos fases. De hecho, existen diversas causas como puede generarse laseparación de cargas en los límites de fases, en particular cuando una de las fases es un conductor iónico y la otra fase es un conductor electrónico pueden desarrollarse reacciones de transferencia de carga que originan una diferencia de potencial. Los aspectos eléctrico y estructural de la doble capa se encuentran íntimamente ligados entre sí. La diferencia de potencial es característica para unaestructura determinada de la doble capa y viceversa. Es decir, introduciendo una carga desde el exterior hacia el electrodo se puede hacer variar la estructura de dicha interfase.

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OHP

ELECTRODO

Figura 3.2: Esquema sobre la estructura de una interfase electrizada.

Al considerar la estructura de una doble capa formada por un metal y un conductor iónico encontraremos que ladistribución de iones y dipolos es algo más compleja que un modelo diseñado con dos capas eléctricas paralelas como un condensador, dicha complejidad puede apreciarse en la representación esquemática de la figura 3.2. Primero, hay que considerar que el metal está constituido por iones positivos instalados en puntos fijos de una red cristalina, rodeados por una nube electrónica de gran movilidad. El metalquedará cargado positivo cuando haya un defecto de electrones o negativo cuando se cargue con un exceso de electrones. En caso de que el metal se cargue negativo, inmediatamente junto al metal en el electrólito se producirá la distribución de los dipolos orientados formando una primera fila y su orientación neta dependerá de la carga sobre el electrodo. En un segundo plano se ubican en mayorparte los cationes solvatados . El lugar geométrico de los centros de los cationes rodeados de moléculas del solvente recibe el nombre de Plano externo de Helmholtz.(OHP). Si la carga de los cationes ubicados en este plano fuese equivalente a la carga del metal, es decir, los cationes solvatados que se ubican en dicho plano tienen una carga igual y contraria en signo a la carga sobre el metal,...