Questão 82 do Enem 2010: como agem os extratores X e Y das baterias de Ni-Cd

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:

$$\text{M}^{2+}_{(aq)} + 2\,\text{HR}_{(org)} \rightleftharpoons \text{MR}_{2(org)} + 2\,\text{H}^+_{(aq)}$$

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 da extração utilizando os solventes orgânicos X e Y em diferentes pH.

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

1. 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.
2. 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.
3. Cas moléculas X e Y atuam como extratores catiônicos uma vez que a parte apolar da molécula troca o íon PO₂²⁻ pelo cátion do metal.
4. Das moléculas X e Y atuam como extratores aniônicos uma vez que a parte polar da molécula troca o íon PO₂²⁻ pelo cátion do metal.
5. Eas moléculas X e Y fazem ligações com os íons metálicos resultando em compostos com caráter apolar o que justifica a eficácia da extração.

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