Questão 82 do ENEM 2010 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar detalhadamente a equação química fornecida no enunciado, que descreve o processo de extração dos metais:

$M^{2+}_{(aq)} + 2HR_{(org)} \rightleftharpoons MR_{2(org)} + 2H^+_{(aq)}$

Nesta equação, temos:

• $M^{2+}_{(aq)}$: são os cátions metálicos (como $Cd^{2+}$, $Ni^{2+}$ ou $Co^{2+}$) dissolvidos na fase aquosa.
• $HR_{(org)}$: são as moléculas orgânicas extratoras (representadas por X e Y) presentes na fase orgânica.
• $MR_{2(org)}$: é o complexo formado pelo metal e o extrator, agora solúvel na fase orgânica.
• $H^+_{(aq)}$: são os íons hidrogênio liberados na fase aquosa.

Observando a reação, notamos que os íons metálicos $M^{2+}$ (que são cátions, pois têm carga positiva) estão sendo retirados da fase aquosa e levados para a fase orgânica. Como as moléculas X e Y são responsáveis por extrair esses cátions, elas atuam como extratores catiônicos.

Além disso, a equação mostra claramente o mecanismo dessa extração: para que o metal $M^{2+}$ se ligue ao extrator formando $MR_2$, a molécula extratora $HR$ precisa liberar o seu íon $H^+$. Ou seja, ocorre uma troca iônica, onde o extrator cede íons $H^+$ para a solução aquosa e, em contrapartida, captura o cátion metálico $M^{2+}$.

Se olharmos para as estruturas de X ($C_{16}H_{34}-PO_2H$) e Y ($C_{12}H_{12}-PO_2H$), vemos que elas possuem uma longa cadeia carbônica (parte apolar, que garante a solubilidade no solvente orgânico) e um grupo $-PO_2H$ (parte polar e ácida). É exatamente nessa parte polar que o hidrogênio ionizável ($H^+$) se encontra e onde ocorre a troca pelo cátion do metal.

Analisando as alternativas com base nesse raciocínio:

• A alternativa A está perfeitamente correta, pois afirma que X e Y são extratores catiônicos e que a troca ocorre entre o íon $H^+$ da parte polar e o cátion do metal.
• A alternativa B erra ao chamá-los de extratores aniônicos.
• A alternativa C erra ao dizer que a troca é pelo íon $PO_2^{2-}$, quando a equação mostra a liberação de $H^+$.
• A alternativa D erra em ambos os conceitos (aniônicos e troca por $PO_2^{2-}$).
• A alternativa E foca no caráter apolar do complexo formado, o que é verdade para a solubilidade na fase orgânica, mas não descreve o mecanismo de ação (a troca iônica) que justifica a classificação e o funcionamento dos extratores conforme pedido no comando da questão e detalhado na alternativa A.