MAPA – EAMB – Química Inorgânica e Orgânica – 51/2026

MAPA – EAMB – QUÍMICA INORGÂNICA E ORGÂNICA – 51/2026

Um rio que corta uma área industrial apresenta contaminação simultânea por Pb²⁺, Cu²⁺, fenol e tolueno, além de pH baixo (5,5-6,0) e baixa concentração de oxigênio dissolvido. Imagine que foi contratado para fornecer respostas químicas que subsidiem decisões ambientais. Cada etapa da atividade representa uma parte fundamental do seu parecer técnico, no qual você deverá justificar, com base em conceitos de Química Inorgânica e Orgânica, os mecanismos da contaminação e as alternativas de tratamento. Vamos lá?

ETAPA 1. Os técnicos notaram que as concentrações de Pb²⁺ e Cu²⁺ variaram drasticamente após um episódio de chuva ácida. Sabe-se que metais podem formar compostos chamados hidróxidos, por exemplo, Cu(OH)₂ e Pb(OH)₂. No equilíbrio em água, podemos representar assim:

Cu(OH)₂(s) ⇌ Cu²⁺(aq) + 2 OH⁻(aq)

Pb(OH)₂(s) ⇌ Pb²⁺(aq) + 2 OH⁻(aq)

Explique com base nos conceitos de equilíbrio químico e o princípio de Le Chatelier:

a) Como a solubilidade de Pb²⁺ e Cu²⁺ é alterada frente a variações de pH?

b) Por que um episódio de chuva ácida pode aumentar temporariamente as concentrações de Pb²⁺ e Cu²⁺ no rio?

c) Em quais condições a biota é mais prejudicada?

Lembre-se de que o pH indica a concentração de H⁺ ou OH⁻ na água, e que variações nesses íons podem deslocar equilíbrios envolvendo hidróxidos.

ETAPA 2. Antes que o efluente chegue ao rio, deve ser realizado o tratamento químico em tanques controlados. Um dos métodos mais utilizados na remoção de metais pesados é a reação com carbonato de sódio (Na₂CO₃), que fornece íons CO₃²⁻ capazes de reagir com Pb²⁺ e Cu²⁺, como segue:

Pb²⁺(aq) + CO₃²⁻(aq) → PbCO₃(s)

Cu²⁺(aq) + CO₃²⁻(aq) → CuCO₃(s)

Além disso, o carbonato também aumenta o pH da solução. Com base nesse processo, responda:

a) Explique por que adicionar Na₂CO₃ ao efluente leva à remoção dos metais pesados.

b) Justifique por que esse tratamento deve ser feito no efluente industrial, e não diretamente no rio.

c) Com base no que você estudou na ETAPA 1, indique como o pH influencia simultaneamente a formação dos carbonatos e hidróxidos metálicos.

ETAPA 3. Durante o tratamento do efluente contendo Pb²⁺ e Cu²⁺, a equipe técnica observa que, em alguns dias, o precipitado de carbonato/hidróxido forma-se rapidamente, permitindo boa decantação. Em outros dias, mesmo adicionando a mesma quantidade de Na₂CO₃, a formação do precipitado é lenta e incompleta. Com base nesse contexto e nos conceitos de cinética química, responda:

a) Explique por que fatores como concentração inicial dos íons (Pb²⁺, Cu²⁺ e CO₃²⁻) e agitação da mistura influenciam a velocidade de formação dos precipitados metálicos.

b) Explique por que a temperatura afeta a velocidade com que o precipitado se forma e como isso se relaciona com a eficiência do tratamento.

c) Sugira duas ações operacionais que poderiam ser adotadas para garantir que a cinética do processo não prejudique a remoção dos metais (por exemplo: ajustes de mistura, controle de temperatura, maior tempo de decantação etc.).

ETAPA 4. Fenol e tolueno são compostos orgânicos aromáticos com propriedades químicas distintas. O fenol possui um grupo –OH ligado ao anel aromático, enquanto o tolueno contém uma cadeia lateral apolar (–CH₃). Essas diferenças estruturais influenciam diretamente a solubilidade, volatilidade e persistência ambiental desses compostos. Com base no conteúdo sobre química orgânica, responda:

a) Explique quais propriedades tornam esses compostos mais estáveis e menos suscetíveis à degradação química e biológica.

b) Comparando fenol e tolueno, qual deles tende a persistir mais tempo na água? Justifique com base na polaridade e na interação com o meio aquoso.

c) A partir das propriedades químicas de cada contaminante, aponte um processo de tratamento adequado para remover cada um e justifique.

Unicesumar – Química Inorgânica e Orgânica