Mapa de questões · 1º dia
Questão 82 — ENEM 2010Caderno azul · 1º Dia
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:
M2+(aq)+2 HR(org) ⇌ MR2(org)+2 H(aq)+
Onde : M2+=Cd2+, Ni2+ ou Co2+ HR =C16 H34-PO2 H : identificado no gráfico por X HR=C1216 H1234-PO22 H : identificado no gráfico por Y
O gráfico mostra resultado da extração utilizando os solventes orgânicos X e Y em diferentes pH.
Figura 1: Extração de níquel, cádimo e cobalto em função do pH da solução ultilizando solventes orgânicos X e Y.
Disponível em: http://www.scielo.br. Acesso em 28 abr. 2010.
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
Resolução
📋 Ficha da Questão
- 📚 Matérias Necessárias: Química → Processos de separação e química de coordenação
- ⚡ Nível: Difícil — a equação dada é a chave, e as alternativas trocam cátion por ânion.
- 🎯 Tema/Habilidade: Extração de cádmio por troca iônica com solvente orgânico.
- 🏆 Gabarito: A — revelado após a resolução completa
🔎 Passo 1 — O que a questão pede
- Comando: como as moléculas X e Y atuam na extração do metal.
- Estrutura da questão: a equação mostra HR liberando H⁺ e capturando M²⁺. É preciso nomear esse mecanismo e localizar a parte da molécula que o realiza.
- Armadilha antecipada: chamar de extrator aniônico. O que a molécula captura é um cátion metálico — o nome segue o que é extraído.
📚 Passo 2 — O conceito em jogo
Extrator catiônico é a molécula que troca um próton por um cátion metálico. O nome vem da espécie capturada, não da carga da molécula.
Essas moléculas são anfifílicas: têm uma parte polar, que faz a troca iônica com o metal, e uma parte apolar, que garante solubilidade na fase orgânica.
O metal, ao se ligar à parte polar, é arrastado para a fase orgânica junto com a cadeia apolar — é assim que ele se separa da fase aquosa.
🧮 Passo 4 — O caminho até a resposta
Leia a equação: HR cede H⁺ e recebe M²⁺. O que entra na molécula é um cátion.
Portanto, X e Y são extratores catiônicos.
A troca envolve o próton do grupo funcional, que fica na parte polar da molécula — alternativa A.
🔍 Passo 5 — Análise das Alternativas
- A) ✓ Correta. Nomeia corretamente o mecanismo: extração catiônica, com a parte polar trocando H⁺ pelo cátion metálico.
- B) ✗ Incorreta. O termo aniônico está errado. A espécie capturada pela molécula é o cátion do metal, não um ânion.
- C) ✗ Incorreta. A troca ocorre na parte polar, e o íon liberado é H⁺, não PO₂²⁻.
- D) ✗ Incorreta. Erra duas vezes: chama de aniônico e atribui a troca a um íon que não aparece na equação.
- E) ✗ Incorreta. Descreve um resultado plausível do processo, mas não o mecanismo de troca iônica que a equação apresenta.
🏁 Passo 6 — O que levar dessa questão
Extrator recebe o nome da espécie que ele captura. Se puxa cátion metálico, é catiônico — mesmo liberando um próton no processo.
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