Electrocoagulacion

Electrocoagulación de una emulsión aceite/agua

Una emulsión de aceite-agua se separó en sus componentes, por medio del paso de una corriente eléctrica, de aproximadamente 0.08 amperes y un voltaje de 1.5 volts.
Se determinó de esta manera la masa del electrodo de Hierro necesaria para purificar el agua contenida en dicha emulsión.
Se presentan a continuación el método empleado, así como losdatos obtenidos experimentalmente.

En seguida se muestra una breve remembranza sobre los conceptos empleados durante este procedimiento.

La electrocoagulación es un proceso complejo que consta de varios mecanismos con el fin de remover contaminantes del agua; en el cual son desestabilizadas las partículas contaminantes que se encuentran suspendidas, emulsionadas o disueltas en un medioacuoso, induciendo una corriente eléctrica en el agua a través de placas metálicas paralelas de diversos materiales, siendo el hierro y el aluminio los más empleados.

Este proceso es afectado por diferentes factores como la naturaleza y concentración de los contaminantes, el pH del agua residual y la conductividad. Estos factores determinan y controlan las reacciones ocurridas en el sistema y laformación del coagulante. El efecto del pH en la electrocoagulación se refleja en la eficiencia de la corriente y se relaciona con la disociación del hidróxido del metal, se ha encontrado que el rendimiento del proceso depende de la naturaleza del contaminante y la mejor remoción se ha observado con pH cercanos a 7.

Por tanto, fue necesario durante el procedimiento experimental controlar que elpH no alcanzará un valor de 8, así como que la conductividad fuese lo más constante posible.

Las reacciones llevadas a cabo originaron la formación del hidróxido ferroso.

En el ánodo ocurren las siguientes reacciones:
:
Fe(s)→ Fe+2(ac)+ 2e-
Fe+2(ac)+ 2OH-(ac)→ Fe (OH)2 (s)

En el cátodo:

2H2O (l)+ 2e- → H2(g)+ 2OH-(ac)

Reacción global:

Fe(s)+ 2H2O (l)→ Fe (OH)2 (s)+ H2 (g)Cuando se llevo a cabo la reacción, se bombeo burbujas de aire dentro de la disolución, para limpiar los electrodos, pero sobre todo para favorecer la electroflotación de los componentes contaminantes para poder removerlos fácilmente.

Por otra parte, la cantidad de hierro presente en la disolución puede calcularse a partir de las leyes de Faraday:
1. La cantidad de reacción química queocurre en un electrodo es proporcional a la cantidad Q de electricidad que se hace pasar, es decir, Q=It.
2. El paso de una cantidad fija de electricidad produce cantidades de dos diferentes sustancias en proporción a sus pesos equivalentes.
Matemáticamente
ne=i×tF
ó
m=i×tF×PMeq/mol

Donde ne es el número de equivalentes, i es la corriente en amperes (A), t es el tiempo en segundos (s), F esla constante de Faraday igual a 96 500 C/eq, PM es el peso molecular en g/mol y m la masa en gramos (g).

Material

* 4 vasos de precipitados 150 mL
* Multímetro
* 1 Fuente de poder
* Potenciómetro
* Bomba de aire
* Conductímetro
* Caimanes
* Embudo de filtración rápida
* Papel filtro

Reactivos

* Emulsión aceite/agua
* Electrodo de Hierro
*Electrodo de grafito.
* HCl 0.1 N
* NaCl

Procedimiento experimental

Calibración del potenciómetro

Medición de la conductancia.

Electrocoagulación

Electroflotación.

Resultado final.

Resultados experimentales
|
t (min) | t (s) | pH | I (A) | V (V) |
0.00 | 0 | 4.37 | 0.088 | 1.5 |
2.50 | 150 | 4.25 | 0.079 | 1.5 |
4.25 | 255 | 5.86 | 0.074 | 1.5 |
7.25 |435 | 5 | 0.067 | 1.5 |
9.50 | 570 | 5.1 | 0.066 | 1.5 |
13.00 | 780 | 5.8 | 0.086 | 1.5 |
15.00 | 900 | 6.34 | 0.085 | 1.5 |
17.50 | 1050 | 6.83 | 0.082 | 1.5 |
20.00 | 1200 | 6.93 | 0.078 | 1.5 |
22.00 | 1320 | 6.72 | 0.080 | 1.5 |
24.50 | 1470 | 6.67 | 0.077 | 1.5 |
26.50 | 1590 | 7.68 | 0.082 | 1.5 |
27.50 | 1650 | 7.73 | 0.082 | 1.5 |
29.50 | 1770 | 7.5 | 0.089 | 1.5 |...