Questão 73 – ENEM 2010

A composição média de uma bateria automotiva esgotada é de aproximadamente 32% Pb, 3% PbO, 17% PbO₂ e 36% PbSO₄. A média de massa da pasta residual de uma bateria usada é de 6 kg, onde 19% é PbO₂ , 60% PbSO₄ e 21% Pb. Entre todos os compostos de chumbo presentes na pasta, o que mais preocupa é o sulfato de chumbo (II), pois nos processos pirometalúrgicos, em que os compostos de chumbo (placas das baterias) são fundidos, há a conversão de sulfato em dióxido de enxofre, gás muito poluente. Para reduzir o problema das emissões de SO_2(g), a indústria pode utilizar uma planta mista, ou seja, utilizar o processo hidrometalúrgico, para a dessulfuração antes da fusão do composto de chumbo. Nesse caso, a redução de sulfato presente no PbSO₄ é feita via lixiviação com solução de carbonato de sódio(Na₂CO₃) 1M a 45 ºC, em que se obtém o carbonato de chumbo (II) com rendimento de 91%. Após esse processo, o material segue para a fundição para obter o chumbo metálico.

Dados: Massas Molares em g/mol Pb = 207; S = 32; Na = 23; O = 16; C = 12

ARAÚJO, R. V. V.; TINDADE, R. B. E.; SOARES, P. S. M. Reciclagem de chumbo de bateria automotiva:
estudo de caso. Disponível em: http://www.iqsc.usp.br. Acesso em: 17 abr. 2010 (adaptado).

Segundo as condições do processo apresentado para a obtenção de carbonato de chumbo (II) por meio da lixiviação por carbonato de sódio e considerando uma massa de pasta residual de uma bateria de 6 kg, qual quantidade aproximada, em quilogramas, de PbCO₃ é obtida?

A) 1,7 kg

B) 1,9 kg

C) 2,9 kg

D) 3,3 kg

E) 3,6 kg

Solução

Primeiramente, devemos calcular a quantidade de PbSO₄ na massa residual, que representa 60% do total. Considerando que a massa da pasta residual da bateria é de 6 kg, a massa de PbSO₄ é:

Analisando a reação para a obtenção de PbCO3:

Podemos observar a seguinte relação:

– 303 g de PbSO₄ (1 mol) produzem 267 g de PbCO₃ (1 mol).

– Com 3,6 kg de PbSO₄, a quantidade de PbCO₃ produzida (assumindo um rendimento de 100%) é de:

Entretanto, como o rendimento do processo é de 91%, a massa real de PbCO₃ obtida é de:

Alternativa C