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Questão de Química do ENEM 2010: Segundo as condições do processo apresentado para a obtenção de carbonato de chumbo…
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A composição média de uma bateria automotiva esgotada é de aproximadamente 32% Pb, 3% PbO, 17% PbO2 e 36% PbSO4. A média de massa da pasta residual de uma bateria usada é de 6 kg, onde 19% é PbO2, 60% PbSO4 e 21% Pb. Entre todos os compostos de chumbo presentes na pasta, o que mais preocupa é o sulfato de chumbo (II), pois nos processos pirometalúrgicos, em que os compostos de chumbo (placas das baterias) são fundidos, há a conversão de sulfato em dióxido de enxofre, gás muito poluente. Para reduzir o problema das emissões de SO2(g), a indústria pode utilizar uma planta mista, ou seja, utilizar o processo hidrometalúrgico, para a dessulfuração antes da fusão do composto de chumbo. Nesse caso, a redução de sulfato presente no PbSO4 é feita via lixiviação com solução de carbonato de sódio (Na2CO3) 1M a 45 °C, em que se obtém o carbonato de chumbo (II) com rendimento de 91%. Após esse processo, o material segue para a fundição para obter o chumbo metálico.
Descrição da imagem (gerado por IA)
Equação química escrita em algarismos grandes, em fundo branco: PbSO₄ + Na₂CO₃ → PbCO₃ + Na₂SO₄. Ou seja, sulfato de chumbo reage com carbonato de sódio, produzindo carbonato de chumbo e sulfato de sódio.
Textos contidos na imagem (gerado por IA)
PbSO₄ + Na₂CO₃ → PbCO₃ + Na₂SO₄
Dados: Massas Molares em g/mol Pb = 207; S = 32; Na = 23; O = 16; C = 12
Fonte: ARAUJO, R. V. V.; TINDADE, R. B. E.; SOARES, P. S. M. Reciclagem de chumbo de bateria automotiva: estudo de caso. Disponível em: http://www.iqsc.usp.br. Acesso em: 17 abr. 2010 (adaptado).
Segundo as condições do processo apresentado para a obtenção de carbonato de chumbo (II) por meio da lixiviação por carbonato de sódio e considerando uma massa de pasta residual de uma bateria de 6 kg, qual quantidade aproximada, em quilogramas, de PbCO3 é obtida?
A lixiviação com NaX2COX3 converte o sulfato de chumbo(II) em carbonato de chumbo(II) na proporção de 1 mol para 1 mol, conforme PbSOX4+NaX2COX3PbCOX3+NaX2SOX4. Na pasta de 6 kg, 60% é PbSOX4: mPbSOX4=0,60×6kg=3,6kg=3600g. A massa molar do PbSOX4 é 207+32+4×16=303g/mol, então n=3033600≈11,9mol. Essa quantidade forma PbCOX3 de massa molar 207+12+3×16=267g/mol, dando massa teórica 11,9×267≈3170g=3,17kg. Com rendimento de 91%, obtém-se 0,91×3,17≈2,9kg de PbCOX3.
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