Considere uma amostra de efluente industrial analisada para metais pesados, com resultado positivo para os seguintes metais: chumbo (Pb2+), mercúrio (Hg2+) e cromo (Cr3+).
a) Como separar esses metais para uma posterior quantificação, baseado em suas solubilidades?
b) Como tratar o efluente dessa indústria baseado na solubilidade destes metais, de forma que, ao ser lançado em algum rio próximo, não leve contaminação para ele?

Passo 1

O enunciado dá uma amostra de efluente contendo Pb^2+, Hg^2+ e Cr^3+ e pede:
  • a) separar cada metal para quantificação, usando-se diferenças de solubilidade;
  • b) propor um tratamento do efluente para remover esses metais antes de liberar a água no rio.
O conteúdo principal é precipitação seletiva baseada nos valores de Ksp de sais ou hidróxidos, e no controle de pH e de reagentes (por ex. Cl^-, S^2-, OH^-).

Passo 2

Para separar o chumbo ( Pb^2+) escolhemos um sal de solubilidade relativamente baixa em meio ácido: PbCl2.
  • Adicionamos HCl concentrado até pHapprox1.
  • Forma-se o precipitado
Pb^2+ + 2,Cl^- longrightarrow PbCl2,(s),
cujo Kspapprox1,6times10^-5.
  • Filtra-se e lava-se o precipitado; ele contém todo o Pb e pode ser dissolvido em HNO3 para quantificação.

Passo 3

No filtrado livre de Pb fica Hg^2+ e Cr^3+. Para separar o mercúrio escolhemos precipitar sulfeto de mercúrio:
  • Mantemos o filtrado em meio ácido ( pHapprox1) e borbulhamos H2S ou adicionamos Na2S diluído.
  • Precipita-se
Hg^2+ + S^2- longrightarrow HgS,(s),
cujo Ksp é extremamente baixo ( sim10^-53).
  • Filtra-se e lava-se o HgS para quantificação posterior, deixando no filtrado apenas Cr^3+.

Passo 4

O filtrado agora só contém Cr^3+. Para separar o cromo precipitamos o hidróxido:
  • Ajustamos o pH para approx8 com NaOH ou Ca(OH)2.
  • Precipita-se
Cr^3+ + 3,OH^- longrightarrow Cr(OH)3,(s),
cujo Kspapprox6,7times10^-31.
  • Filtra-se e lava-se o Cr(OH)3 para quantificação.

Passo 5

Para tratar o efluente no processo de cura antes do lançamento no rio, aplicamos a mesma ideia em escala:
  1. Acidificação: baixar pH para sim1 com HCl; precipitar e remover PbCl2.
  2. Remoção do Hg: ainda ácido, adicionar Na2S ou H2S para precipitar HgS e filtrar.
  3. Remoção do Cr: elevar pH para 7–9 com cal (Ca(OH) 2) ou NaOH para precipitar Cr(OH)3.
  4. Neutralização final: ajustar pH para ~7 antes de descarte, garantindo que não haja metais solúveis no efluente tratado.

Resposta

a) Sequência de precipitações seletivas:
  1. Baixar pH a approx1 e precipitar PbCl2.
  2. No filtrado, manter pHapprox1 e precipitar HgS com H2S ou Na2S.
  3. Ajustar pHapprox8 e precipitar Cr(OH)3.
b) Em tratamento de efluente industrial, aplicar na sequência essas mesmas etapas de precipitação e filtração (com HCl, Na2S, NaOH/Ca(OH) 2) e em seguida neutralizar a água a pHapprox7 antes de lançar no rio.

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