Che cos'è un anodo di rame?
Un anodo di rame è un nodo che consente a una corrente elettrica di fluire in un dispositivo elettrico. Di solito è, ma non sempre, il terminale positivo di una cella elettrochimica in cui sono concentrati anioni, ioni caricati negativamente. Esistono molti tipi di anodi, come anodi di grafite e anodi di alluminio. Gli anodi di rame differiscono da questi in quanto vengono utilizzati specificamente per la raffinazione del rame in un processo denominato fusione del rame.
Un anodo di rame è ottenuto dalla polverizzazione di un minerale di rame chiamato calcopirite, CuFeS 2 , e miscelandolo con acqua, olio di pino e amil xantato, un sale usato per rendere la miscela idrorepellente. Dopo aver prodotto la miscela, l'aria compressa viene fatta passare attraverso di essa per consentire un'ulteriore purificazione. Successivamente, la miscela di calcopirite viene combinata con calcare e sabbia e riscaldata a circa 2.300 gradi Fahrenheit (1.110 gradi Celsius) in una fornace di ossigeno.
Mentre la miscela viene riscaldata, l'ossigeno della fornace reagisce con il ferro nell'ossido di ferro (II) originario della calcopirite. Il rame rimane sotto forma di solfuro di rame, un eccellente conduttore di elettricità. Anche l'anidride solforosa viene prodotta in questo processo come sottoprodotto.
Lo zolfo in eccesso reagisce ulteriormente con il solfuro di rame per produrre calcocite (Cu 2 S) in una forma fusa che si raccoglie sul fondo del forno separato da altri sottoprodotti come la ferrosilite (FeSiO 3 ) e la wollastonite (CaSiO 3 ). Il solfuro di rame rimanente viene processato ancora di più soffiando in esso ossigeno riscaldato. Il gas reagisce quindi con lo zolfo per produrre ancora una volta biossido di zolfo, lasciando solo rame.
L'anodo di rame diventa infine utile durante la fase finale del processo di purificazione del rame. L'anodo viene utilizzato nell'elettrolisi, una serie di reazioni che separano una sostanza chimica dai suoi ioni. In questo caso, l'elettrolisi viene utilizzata per convertire il rame impuro ottenuto dal processo precedente in rame puro. Il rame impuro viene utilizzato per costruire l'anodo di rame in modo che il rame puro si raccolga sul catodo.
Sia l'anodo che il catodo sono immersi in una soluzione composta da acido solforico e solfato di rame (II) e collegati a una fonte di energia esterna. Mentre una corrente elettrica attraversa la cellula, il metallo di rame impuro viene trasformato in ioni rame (II) nell'anodo e questi ioni di rame (II) vengono trasformati in metallo rame puro nel catodo. Le impurità, che potrebbero includere metalli altrimenti preziosi come oro e argento, cadono sul fondo della cella.