ENEM 2010 · Ciências da Natureza
Questão 82 do ENEM 2010
Resposta: letra A. Na reação M²⁺ + 2 HR → MR₂ + 2 H⁺, a parte polar das moléculas X e Y (o grupo –PO₂H) libera o H⁺ e se liga ao cátion metálico. Como trocam um cátion (H⁺) por outro (M²⁺), são extratores catiônicos.
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 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 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:
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 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 H+ pelo cátion do metal.Resposta correta
- BAs moléculas X e Y atuam como extratores aniônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon 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 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 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.
Como resolver a questão 82 passo a passo?
O conceito que resolve
Extração por troca iônica: extratores catiônicos têm grupos ácidos que trocam H⁺ por cátions metálicos; o complexo formado, com caudas orgânicas longas, passa para a fase orgânica.
Como chegar na resposta
- A equação mostra o metal entrando no composto orgânico e H⁺ saindo.
- Quem é trocado pelo metal é o H⁺, um cátion.
- Logo, X e Y são extratores catiônicos, pela parte polar –PO₂H.
Por que cada alternativa
- ACorreta: são extratores catiônicos; a parte polar troca H⁺ pelo cátion do metal.
- BTrocar H⁺ por um cátion caracteriza extrator catiônico, não aniônico.
- CO grupo PO₂ permanece na molécula; o que sai é o H⁺.
- DNem é aniônico, nem é o PO₂ que sai da molécula.
- EA eficácia vem da troca iônica; o texto destaca justamente essa reação.
O que estudar se você errou
Equilíbrio químico, troca iônica e extração com solventes.