Ano 2010#ciencias-natureza

Sobre o tema

A extração por solventes é uma técnica de separação baseada na diferença de solubilidade dos compostos em duas fases imiscíveis. No contexto da reciclagem de baterias de Ni-Cd, a lixiviação ácida solubiliza os íons metálicos, que são então extraídos por moléculas orgânicas como HR (representadas por X e Y). Essas moléculas possuem uma parte polar (grupo PO2H) que pode trocar o próton H+ por um cátion metálico (M2+), formando um complexo neutro que migra para a fase orgânica. Esse mecanismo caracteriza um extrator catiônico, pois o íon H+ é substituído pelo cátion do metal. O gráfico de extração em função do pH mostra a seletividade dos extratores para diferentes metais, essencial para a separação eficiente do cádmio.

Tópicos relacionados

  • Extração por solventes
  • Reciclagem de baterias Ni-Cd
  • Mecanismo de troca iônica
  • Extratores catiônicos vs aniônicos
  • Influência do pH na extração

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:

![](https://enem.dev/2010/questions/82/4176d2dd-3976-430c-85f8-68f6380b5dbb.jpg)

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.

![](https://enem.dev/2010/questions/82/8560bd4b-a670-4304-b5a1-8a6003323e93.jpg)

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 um extrator catiônico?

É uma molécula que possui um grupo funcional capaz de trocar um cátion (como H+) por outro cátion metálico, formando um complexo neutro que pode ser extraído para uma fase orgânica.

Por que o pH afeta a extração de metais?

O pH influencia a ionização do grupo extrator e a competição entre H+ e íons metálicos. Em pH mais alto, há menos H+ disponível, favorecendo a troca com o metal.

Qual a importância da reciclagem de baterias de Ni-Cd?

Evita a liberação de cádmio, um metal tóxico, no meio ambiente. A reciclagem recupera materiais valiosos e reduz a poluição por incineração.

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