¿Qué es un ánodo de cobre?

Un ánodo de cobre es un nodo que permite que una corriente eléctrica fluya hacia un dispositivo eléctrico. Suele ser, pero no siempre, el terminal positivo de una célula electroquímica donde se concentran los aniones, iones cargados negativamente. Existen muchos tipos de ánodos, como los ánodos de grafito y los ánodos de aluminio. Los ánodos de cobre difieren de estos en que se usan específicamente para el refinado de cobre en un proceso denominado fundición de cobre.

Un ánodo de cobre está hecho de pulverizar un mineral de cobre llamado calcopirita, CuFeS ₂ , y mezclarlo con agua, aceite de pino y amil xantato, una sal utilizada para hacer que la mezcla repele el agua. Después de preparar la mezcla, se pasa aire comprimido a través de ella para permitir una purificación adicional. A continuación, la mezcla de calcopirita se combina con piedra caliza y arena y se calienta a aproximadamente 2.300 grados Fahrenheit (1.110 grados Celsius) en un horno de oxígeno.

A medida que la mezcla se calienta, el oxígeno del horno reacciona con el hierro en la calcopirita original que produce óxido de hierro (II). El cobre permanece en forma de sulfuro de cobre, un excelente conductor de electricidad. El dióxido de azufre también se produce en este proceso como subproducto.

El exceso de azufre reacciona aún más con el sulfuro de cobre para producir calcocita (Cu ₂ S) en forma fundida que se acumula en el fondo del horno separada de otros subproductos como la ferrosilita (FeSiO ₃ ) y la wollastonita (CaSiO ₃ ). El sulfuro de cobre restante se procesa aún más al soplar oxígeno calentado. El gas luego reacciona con el azufre para producir nuevamente dióxido de azufre, dejando solo cobre.

El ánodo de cobre finalmente se vuelve útil durante el paso final del proceso de purificación de cobre. El ánodo se usa en la electrólisis, una serie de reacciones que separan una sustancia química en sus iones. En este caso, la electrólisis se utiliza para convertir el cobre impuro obtenido del proceso anterior en cobre puro. El cobre impuro se usa para construir el ánodo de cobre para que el cobre puro se acumule en el cátodo.

Tanto el ánodo como el cátodo se sumergen en una solución compuesta de ácido sulfúrico y sulfato de cobre (II) y se conectan a una fuente de energía externa. A medida que pasa una corriente eléctrica a través de la celda, el metal de cobre impuro se transforma en iones de cobre (II) en el ánodo, y estos iones de cobre (II) se transforman nuevamente en metal de cobre puro en el cátodo. Las impurezas, que podrían incluir metales preciosos como el oro y la plata, caen al fondo de la celda.