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Die Kupfer-Raffination

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by

Lea Schultewolter

on 23 March 2015

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Transcript of Die Kupfer-Raffination

Allgemein
Kupfer 3. häufigstes Gebrauchsmetall
häufige Verwendung in der Elektrotechnik (gute Leitfähigkeit)
Leitfähigkeit wird von Spuren von Fremdmetallen beeinträchtigt
durch Verhüttung gewonnenes Kupfer muss noch elektrolytisch gereinigt werden
Ablauf
Reaktionen der Elektrolyse
Oxidation an der Anode
Cu (unrein) -> Cu2+ + 2 e-
Reduktion an der Kathode

Cu2+ + 2 e- -> Cu (rein)

Gesamtreaktion

Cu (unrein) -> Cu (rein)

Nebenreaktionen
An Anode wird gleichzeitig Wasser zersetzt:
2 H2O -> 4 H+ + O2 + 4 e- Der

Sauerstoff oxidiert das Kupfer an der Elektrode zu Kupfer(II)-oxid:
2 Cu + O2 -> 2 CuO

Quellen
Elektrolytische Raffination
Trennung der Metalle durch Redoxpotenziale
Rohkupfer (enthält Fremdmetallen z.B. Zink, Eisen, Gold, Silber, Arsen, Nickel, Chrom) bildet Anode
Reinkupfer bildet Kathode
Elektrolytlsg. schwefelsaure Kupfersulfat-Lösung
Die Kupfer-Raffination
Aufbau
Spannung von 0,2 bis 0,4 Volt
Rohkupfer geht zusammen mit allen unedleren Metallen an der Anode in Lösung
Metall-Atome oxidieren dabei zu Kationen (gehen in Lösung)
Edlere Metalle (positiveres Normalpotenzial als Kupfer) oxidieren nicht und lösen sich nicht -> Anodenschlamm
An Kathode scheidet sich Reinkupfer (etwa 99,95%) ab
unedleren Metall-Ionen in der Lösung verbleiben.
http://www.seilnacht.com/Lexikon/kupfraf.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Kupferraffination
Vor- und Nachteile
Vorteile:
Anodenschlamm als wertvolles Nebenprodukt
andere Metalle können ebenfalls gewonnen werden
Kupfer liegt weich, aber zäh, gut schmiedbar und dehnbar

Nachteile:
Verfahren ist sehr kostspielig
Energiebedarf für die Herstellung von einer Tonne Reinkupfer beträgt etwa 250 kWh -> sehr hoch
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