Sobre o tema
A reciclagem de baterias de Ni-Cd é essencial para evitar a liberação de cádmio, um metal tóxico, no meio ambiente. A extração líquido-líquido, utilizando solventes orgânicos como X e Y, permite separar seletivamente os íons metálicos Cd²⁺, Ni²⁺ e Co²⁺. Esses solventes atuam como extratores catiônicos: suas moléculas possuem uma parte polar (com grupos ácidos, como -PO₂H) que trocam íons H⁺ pelos cátions metálicos, formando complexos que se solubilizam na fase orgânica. Esse processo, controlado pelo pH, é fundamental na hidrometalurgia e no tratamento de resíduos perigosos.
Tópicos relacionados
- Reciclagem de baterias Ni-Cd
- Extração líquido-líquido
- Extratores catiônicos
- Troca iônica em solventes orgânicos
- Poluição por metais pesados
Enunciado
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
Alternativas
- 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 polar da molécula troca o íon PO2-2 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 PO2-2 pelo cátion do metal.
- E)
As moléculas X e Y fazem ligações com os ions metálicos resultando em compostos com caráter apolar o que justifica a eficácia da extração.
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Perguntas frequentes
O que é lixiviação ácida?
É um processo que utiliza ácidos para dissolver metais ou compostos metálicos de uma matriz sólida, solubilizando-os na forma de íons.
Como funciona a extração com solventes?
Um solvente orgânico imiscível em água contém um extrator que reage seletivamente com íons metálicos, transferindo-os da fase aquosa para a orgânica.
Por que o cádmio é perigoso?
O cádmio é cumulativo e tóxico, podendo causar danos renais, ósseos e câncer, além de ser volátil durante a incineração de resíduos.