Questão 082 – ENEM 2010

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 indicado 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 íons metálicos Cd(OH)_2(s), Ni(OH)_2(s), Co(OH)_2(s) presentes na bateria, reagem com uma mistura ácida e são solubilizados. Em função da baixa seletividade (todos os íons metálicos são solubilizados), após a digestão ácida, é realizada uma etapa de extração dos metais com solventes orgânicos de acordo com a reação:

Onde:
M²⁺ = Cd²⁺, Ni²⁺ ou Co²⁺
HR = C₁₆H₃₄ –PO₂H: identificado no gráfico por X 
HR = C₁₂H₁₂ –PO₂H: identificado no gráfico por Y 

O gráfico mostra resultado da 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

A) as moléculas X e Y atuam como extratores catiônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon H⁺ pelo cátion do metal.

B) as moléculas X e Y atuam como extratores aniônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon H⁺ pelo cátion do metal.

C) as moléculas X e Y atuam como extratores catiônicos uma vez que a parte apolar da molécula troca o íon pelo cátion do metal.

D) as moléculas X e Y atuam como extratores aniônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon pelo cátion do metal.

E) as moléculas X e Y fazem ligações com os íons metálicos resultando em compostos com caráter apolar o que justifica a eficácia da extração.

Solução

Na equação fornecida:

E levando em consideração que:

M²⁺ = Cd²⁺, Ni²⁺ ou Co²⁺
HR = C₁₆H₃₄ –PO₂H: identificado no gráfico por X 
HR = C₁₂H₁₂ –PO₂H: identificado no gráfico por Y 

Podemos perceber que o cátion M²⁺ está substituindo os íons H⁺ presentes nas moléculas HR. Nesse processo, o cátion metálico M²⁺ é extraído e substitui os íons H⁺ resultando na formação do sal MR e na liberação de H⁺. Assim, as substâncias X e Y atuam como extratores catiônicos, facilitando a substituição do cátion H⁺ por outro cátion metálico.

Alternativa A