ENEM 2010 · questão 82
Questão 82 ENEM 2010: Ligações e forças intermoleculares
As baterias de Ni-Cd muito utilizadas no nosso cotidiano não devem ser descartadas em lixos comuns uma vez que uma considerável quantidade de cádmio é volatilizada e emitida para o meio ambiente quando as baterias gastas são incineradas como componente do lixo. Com o objetivo de evitar a emissão de cádmio para a atmosfera durante a combustão é indicada que seja feita a reciclagem dos materiais dessas baterias.
Uma maneira de separar o cádmio dos demais compostos presentes na bateria é realizar o processo de lixiviação ácida. Nela, tanto os metais (Cd, Ni e, eventualmente, Co) como os hidróxidos de ions metálicos \(\ce{Cd(OH)2(s)}\), \(\ce{Ni(OH)2(s)}\), \(\ce{Co(OH)2(s)}\) presentes na bateria, reagem com uma mistura ácida e são solubilizados. Em função da baixa seletividade (todos os ions metálicos são solubilizados), após a digestão ácida, é realizada uma etapa de extração dos metais com solventes orgânicos de acordo com a reação:
Onde:
\(\ce{M^2+}\) = \(\ce{Cd^2+}\), \(\ce{Ni^2+}\) ou \(\ce{Co^2+}\)
\(\ce{HR}\) = \(\ce{C16H34-PO2H}\) : identificado no gráfico por X
\(\ce{HR}\) = \(\ce{C12H12-PO2H}\) : identificado no gráfico por Y
O gráfico mostra resultado de extração utilizando os solventes orgânicos X e Y em diferentes pH.
A reação descrita no texto mostra o processo de extração dos metais por meio da reação com moléculas orgânicas, X e Y. Considerando-se as estruturas de X e Y e o processo de separação descrito, pode-se afirmar que
- AAs moléculas X e Y atuam como extratores catiônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon \(\ce{H+}\) pelo cátion do metal.
- BAs moléculas X e Y atuam como extratores aniônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon \(\ce{H+}\) pelo cátion do metal.
- CAs moléculas X e Y atuam como extratores catiônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon \(\ce{PO2^2-}\) pelo cátion do metal.
- DAs moléculas X e Y atuam como extratores aniônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon \(\ce{PO2^2-}\) pelo cátion do metal.
- EAs moléculas X e Y fazem ligações com os ions metálicos resultando em compostos com caráter apolar o que justifica a eficácia da extração.