UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 1

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1 UNIERSIDAD NACIONAL DEL SUR 1 CODIGO 6443 H O R A S D E C L A S E P R O F E S O R R E S P O N S A B L E T E O R I C A S P R A C T I C A S Dra. Marta M.E. Duarte Por semana Por cuatrimestre Por semana Por cuatrimestre A S I G N A T U R A S C O R R E L A T I A S P R E C E D E N T E S Para Cursar A P R O B A D A S C U R S A D A S Ingeniería Electroquímica y Corrosión (IQ, Planes 1998, 2002 y 2006) 21 Materias obligatorias (IQ, Plan 2002) 23 Materias obligatorias (IQ, Plan 2006) Para Rendir A P R O B A D A S C U R S A D A S Ingeniería Electroquímica y Corrosión (IQ, Planes 1998, 2002 y 2006) 21 Materias obligatorias (IQ, Plan 2002) 23 Materias obligatorias (IQ, Plan 2006) DESCRIPCIÓN Y OBJETIOS Es una materia optativa donde se estudian distintos procesos de base electroquímica. Se analiza la inserción de una celda o reactor electroquímico en el contexto de un proceso industrial global, teniendo en cuenta figuras de mérito generales, y las correspondientes a cada proceso en particular. También se estudian las técnicas de acabado de superficie y su aplicación actual en el campo de la nanotecnología. En cada caso, se da importancia a los problemas de contaminación ambiental que genera cada proceso y las medidas que se arbitran para disminuir su impacto. Finalmente se tratan los sistemas electroquímicos de almacenamiento de energía, incluyendo pilas primarias, secundarias y fuel cells, con énfasis en los sistemas de desarrollo más reciente y en los criterios utilizados para comparar y seleccionar una pila o batería. PROGRAMA SINTÉTICO 1. Introducción. Integración de una celda electroquímica en el contexto de un proceso global. Ubicación de las plantas electroquímicas en nuestro país. 2. Consideraciones generales. Figuras de Mérito. Eficiencia de corriente y de energía. oltaje de descomposición. Tipos de procesos electrolíticos. Celdas de electrólisis o reactores. Elementos de una celda y sus principales características. 3. Técnicas de acabado de superficies y procesamiento de materiales. Galvanotecnia: galvanoplastia y galvanostegia 4. Extracción, refinado y producción electroquímica de metales. Cobre, Zinc, Oro. Plata. Industria del Aluminio. 5. Electrólisis inorgánica. Industria del cloro-soda. Electrólisis del agua. Obtención de hidrógeno. 6. Electrosíntesis orgánica. Proceso Monsanto para la electrodimerización del acrilonitrilo (Base del nylon). Obtención del fenoprofeno. Tipos de reactores especiales. IGENCIA AÑOS

2 UNIERSIDAD NACIONAL DEL SUR 2 7. Sistemas para la producción de energía. Pilas. Celdas de Combustible. Economía de hidrógeno y sus derivaciones. El hidrógeno como vector de energía para el transporte, en especial para el automotor. 8. Los procesos electroquímicos industriales y el medio ambiente. PROGRAMA ANALÍTICO 1. Introducción. Integración de una celda electroquímica en el contexto de un proceso global. Factores que deciden la ubicación de las plantas electroquímicas en nuestro país. 2. Consideraciones generales. Figuras de Mérito. Eficiencia de corriente y de energía. oltaje de descomposición. Tipos de procesos electrolíticos. Celdas de electrólisis o reactores. Elementos de una celda y sus principales características: cubas, electrodos, diafragmas y materiales utilizados para los mismos. Control del potencial anódico y catódico. Agitadores, Calefactores. 3. Técnicas de acabado de superficies y procesamiento de materiales. Galvanotecnia: galvanoplastia y galvanostegia. Definiciones. Procesos previos generales a que se someten las piezas a tratar. Tratamientos mecánicos. Decapado. Inhibidores. Pulido electroquímico: ventajas, mecanismos, baños. Poder de penetración. Distintos procesos de galvanostegia: cobreado, niquelado, cromado. Sus características. Baños. Defectos. 4. Extracción, refinado y producción electroquímica de metales. Hidrometalurgía del Cobre, Zinc, Oro. Plata. Minerales de origen, Lixiviación, Cubas. Refinación electrolítica. Barros anódicos. Procesos típicos: Anaconda y Tainton. Tecnología de la electrólisis de sales fundidas. Producción electrolítica del Aluminio. Obtención de la alúmina y su electrólisis. Tipo de cubas. Efecto anódico. Purificación. 5. Electrólisis inorgánica. Industria del cloro-soda. Reacciones anodicas y catódicas. Tipos de celdas: membrana, diafragma y mercurio. Flow sheet. Elaboración de hipocloritos y cloratos. Electrólisis del agua. Obtención de hidrógeno. Pureza. Almacenamiento. 6. Electrosíntesis orgánica. Oxidación y reducción de compuestos orgánicos. Métodos directos e indirectos. Proceso Monsanto para la hidromerización del acrilonitrilo (Base del nylon). Obtención del fenoprofeno. Reactores utilizados. 7. Sistemas para la producción de energía. Pilas primarias y secundarias. Distintos tipos. Descripción de una pila seca. Reacciones anódicas y catódicas. Capacidad de una pila. Acumulador de plomo. Reacciones de carga y descarga. Componentes. Curvas características. Pilas de Combustible. Eficiencia teórica en la conversión electroquímica de energía. Diferentes tipos de acuerdo a la temperatura de trabajo y a su uso. Economía de hidrógeno y sus derivaciones. Aplicaciones como vector de energía en el transporte. Conversión directa e IGENCIA AÑOS

3 UNIERSIDAD NACIONAL DEL SUR 3 indirecta. Celda de conversión directa de metanol. Sus aplicaciones en artefactos electrónicos y en el transporte. Alternativas: etanol como combustible. Electrocatalizadores. 8. Los procesos electroquímicos industriales y el medio ambiente. Tratamientos electroquímicos de efluentes industriales. Extracción y recuperación de metales pesados por electrodeposición. Celdas típicas. Recuperación de la plata. Otros procesos. IGENCIA AÑOS

4 UNIERSIDAD NACIONAL DEL SUR 4 BIBLIOGRAFÍA Electrochemical Engineering. Science and Technology. H. Wendt y G. Kreysa,1999 Industrial Electrochemistry, D. Pletscher, y F. Walsh, 1990 Electrosynthesis. From Laboratory to Production. J.D. Gender and D. Pletscher, 1990 Electrosíntesis y Electrodiálisis. Aplicaciones tecnológicas. J. Ochoa Gómez, Industrial Electrochemistry Processes, A. Kuhn,1969 Electrochemical Engineering and Energy, F. Lapicque, A. Storck, A.A. Wragg, 1995 Ingeniería Electroquímica, Mantell Electrochemical Processes in Chemical Industries. A.Regner / R265 Chlorine. Its manufacture, J. Sconce Organic electrochemistry, M. Baizer and H. Lund Fuel Cell Systems, L. Blomen, M. Mugerwa, 1993 Environmental Electrochemistry: Fundamentals and Applications in Pollution Abatement. K. Rajeshwar, J. Ibañez, 1997 Enciclopedia de Kirk-Othmer, varios tomos. Bard- Stratmann, Encyclopedia of Electrochemistry, vol 5, 2007 M. Schlesinger, M. Paunovic, Modern Electroplating, 2000 C.A.C. Sequeira (Ed.). Environmental Oriented Electrochemistry, Elsevier John O'M. Bockris and Amulya K.N. Reddy Modern Electrochemistry (vol 2B),, Plenum Press, INTERNET: se encuentra información sobre todos los temas. A Ñ O P R O F E S O R R E S P O N S A B L E A Ñ O P R O F E S O R R E S P O N S A B L E (f i r m a a c l a r a d a) (f i r m a a c l a r a d a) Dra. M. Duarte I S A D O C O O R D I N A D O R A R E A S E C R E T A R I O A C A D E M I C O D I R E C T O R D E D E P A R T A M E N T O Dra. Marisa PEDERNERA Dra. erónica BUCALÁ FECHA: Agosot FECHA: FECHA

5 UNIERSIDAD NACIONAL DEL SUR 5 ANEXO PROGRAMA DE: TECNOLOGÍA DE LOS PROCESOS SISTEMA DE EALUACIÓN La promoción requiere a) asistencia al 80% de las clases; c) entrega de 5 trabajos prácticos constituidos por preguntas relacionadas a los distintos temas desarrollados, que requieren elaboración e investigación fuera del material recibido en el curso; b) asistencia y participación en el proyecto experimental desarrollado en el cuatrimestre; d) informe del proyecto; e) investigación, redacción de una monografía y exposición sobre una aplicación industrial vista en el curso. PRACTICAS EN GABINETE / LABORATORIO /CAMPO Proyectos experimentales: se propone uno de los siguientes proyectos, y los alumnos acuerdan el que llevarán a cabo - Producción de hidrógeno usando energía solar y demostración del ciclo de la energía de hidrógeno usando una celda de combustible. - Tratamiento de aguas que incluya cloración, floculación y generación de cobre como algicida - Preparación de moldes de nanoalambres usando óxido de aluminio poroso y fabricación de nanoalambres ACTIIDADES DIRIGIDAS A DESARROLLAR HABILIDADES PARA LA COMUNICACIÓN ORAL Y ESCRITA Los alumnos deben contestar por escrito las preguntas formuladas por la cátedra y que constituyen parte del proceso de evaluación. Además deben entregar un informe escrito del proyecto experimental. La probación de la materia requiere la redacción de una monografía, y exposición de la misma. IAJES DE ESTUDIO IGENCIA AÑOS

6 UNIERSIDAD NACIONAL DEL SUR 6 ANEXO PROGRAMA DE: TECNOLOGÍA DE LOS PROCESOS METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA Las clases teóricas están basadas fundamentalmente en la lección magistral, con activa participación de los alumnos. En dichas clases el profesor presentará y discutirá la materia objeto de estudio haciendo especial hincapié en los aspectos más novedosos o de especial complejidad. Se utilizará tiza y pizarrón, y presentaciones en Power Point. Los alumnos consolidarán los conocimientos mediante trabajos prácticos constituidos por preguntas y problemas relacionadas a los distintos temas desarrollados, que requieren elaboración e investigación fuera del material recibido en el curso, y por la realización de un proyecto experimental donde los alumnos deben efectuar el desarrollo completo, desde la búsqueda del método más adecuado para concretar el proyecto, el diseño de los elementos, si fuera necesario, la construcción experimental y la evaluación de los resultados. A Ñ O P R O F E S O R R E S P O N S A B L E A Ñ O P R O F E S O R R E S P O N S A B L E (f i r m a a c l a r a d a) (f i r m a a c l a r a d a) Dra. M. Duarte I S A D O C O O R D I N A D O R A R E A S E C R E T A R I O A C A D E M I C O D I R E C T O R D E D E P A R T A M E N T O Dra. Marisa PEDERNERA Dra. erónica BUCALÁ FECHA: Agosto FECHA: FECHA