Questão 82 do ENEM 2010 — Química
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
Resolução comentada
As moléculas X e Y são ácidos orgânicos com uma parte polar (–PO2H) capaz de liberar H⁺. Na extração, essa parte polar troca o íon H⁺ pelo cátion metálico (Cd²⁺, Ni²⁺ ou Co²⁺), capturando-o — por isso X e Y atuam como extratores catiônicos. É coerente com a influência do pH mostrada no gráfico: a concentração de H⁺ desloca o equilíbrio da troca.
As opções que classificam X e Y como extratores aniônicos falham nesse termo: quem é extraído são cátions metálicos, não ânions. E a opção que descreve a troca do íon PO2-2 erra a espécie trocada — o grupo fosfonato permanece na molécula; o que sai dela é o hidrogênio ionizável.