Química Analítica psi

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Assim, uma substância inorgânica em contato com o solvente no os íons formando a substância podem existir, dissolve até um certo limite. Este limite, conhecido como a saturação, é um estado de equilíbrio dinâmico onde a velocidade de formação de íons na solução pela dissolução do material é igual a velocidade de reprecipitação pela combinação iônica. Na condição de saturação o produto das atividades irônicas é igual ao produto de solubilidade. O minério dissolve, portanto, enquanto o produtoras atividades iônicas seja menor que Kps (Produto de Solubilidade ou Constante de Solubilidade) e as espécies dissolvem aumentando as atividades iônicas visando atingir Kps.

Uma substância com Kps elevado é uma espécie solúvel. Por exemplo, os sais NaCl e KBr são solúveis em água. Já o Mg(OH)2, dado que o valor do Kps é pequeno e, portanto, a quantidade existente em solução não é significativa do ponto de visto prático da hidrometalurgia. Logo, nem todos compostos que compõem o minério não interagem com a água de forma que eles sejam diluídos.

- Poderia ser usado outro solvente em substituição a água? Explicar a sua resposta.

5) “A capacidade solvente da água pode ser aumentada pela adição de ácidos, bases, agentes complexantes e/ou agentes oxidantes e redutores.”

a) Explicar como a adição dessas espécies favorece a dissolução dos minerais em água.

O objetivo da lixiviação é a obtenção de uma concentração elevada de íons aquosos do metal de valor na solução. As condições para que isso ocorra podem ser determinadas com o auxílio de artifício da adição de espécies no meio aquoso para que a solubilidade dos minerais aumente.

No qual, a manipulação do pH da solução aquosa pode interferir fortemente na concentração dos íons aquosos – o que faz aumentar o interesse pelos dois tipos de reações de lixiviação: por ataque ácido e alcalis, onde se realiza reações de neutralização. No qual, a presença de uma base, os íons H3O+ são neutralizados e na presença de um ácido, os íons de OH- são neutralizados e as condições onde a dissolução é facilitada são aquelas consideradas ideais para se efetuar a lixiviação. Como é o caso do Mg(OH)2 que é pouco solúvel em água pura, mas é solúvel em soluções ácidas (pH baixo) porque os íons de H3O+ do ácido combinam com OH- proveniente da dissolução limitada e a atividade de OH- fica reduzida (neutralizados pelo H3O+), favorecendo a reação da esquerda para direita na equação abaixo e, consequentemente, a dissolução do mineral.

Mg(OH) 2 Seta de equilíbrio Mg+2 + 2OH- Kps = [Mg+2][OH-]2

O carbonato de cobre (CuCO3) dissolve também em ácidos porque em água o equilíbrio seria:

CO3-2 + 2H3O+ Seta de equilíbrio H2CO3

H2CO3 Seta de equilíbrio H2O + CO2

O CO2 é um gás e pode escapar do recipiente da reação enquanto a sua pressão parcial seja maior que a pressão parcial de CO2 na atmosfera. A retirada de CO2(g) deslocaria todos os equilíbrios acima indicados no sentido de dissolver mais o CuCO3.

O óxido de níquel NiO dissolve em ácido de maneira análoga ao Mg(OH)2 (eq.1). Porém, ele também em amônia devido à formação de complexos (eq.2).

- NiO + H2O seta de equilíbrio Ni+2 + 2OH- Kps = [Ni+2][OH-]2

- Ni+2 + 4NH4.OH setaNi(NH3)4+2 + 4H2O Kf = [Ni(NH3)4]/ ([Ni+2][NH4.OH]4)

A reação de formação de complexo tem uma constante de um valor elevado e, portanto, a atividade de Ni+2 fica reduzida e a dissolução é, consequentemente, favorecida.

A precipitação ou a formação de precipitado é exatamente o processo contrário. Os íons são rejeitados pela solução as atividades são além que o Kps permite.

Os agentes oxidantes e redutores são usados quando o mineral é insolúvel e quando são reduzidos ou oxidados eles se tornam solúveis no meio aquoso.

b) Pesquisar um exemplo de lixiviação na presença de cada uma das espécies mencionadas.

Dependendo da composição mineralógica, um solvente adequado deverá ser escolhido para que a lixiviação ocorra de maneira satisfatória. Por se de um processo industrial visando lucros, os gastos com o solvente terão consideração o fatores como a poluição ambiental, que também influencia na escolha do solvente apropriado. Lembrando que todos eles estarão em fase aquosa. E são considerados da seguinte maneira:

- Água: tem aplicação limitado porque poucos minerais de valor se dissolvem em água pura.

- Ácidos: são aplicados nos casos de minérios oxidados e carbonatados. Temos o exemplo do H2SO4 e do HCl.

- Bases: usados para extrair óxidos anfotéricos em estado bastante puro. É o processo de Bayer na lixiviação do Al2O3 que utiliza solução de NaOH.

- Agentes oxidantes: nos casos onde o mineral é naturalmente insolúvel, mas após a oxidação torna-se solúvel. Por exemplo: o CuS oxidado em CuSO4. Os oxidantes mais usados são: o ar, O2, Cl2, Fe+3, entre outros.

-Agentes redutores: mesmo caso do item anterior, porém após a redução o mineral torna-se solúvel. A exemplo da lixiviação de minério contendo Mn7O13 com baixo teor de manganês utilizando o ácido oxálico como agente redutor, além do uso tiossulfato na lixiviação do cobalto contido em pirolusita.

- Agentes complexantes: utilizado principalmente na lixiviação do ouro utilizando cianeto ou tissulfato. Os agentes complexantes mais usados são o cianeto, a amônia e o EDTA.

6) “Dentre as principais aplicações da hidrometalurgia tem-se a obtenção dos metais: Cobre, Cromo, Alumínio, Urânio, Ouro, Prata, Zinco, Níquel, Cádmio, Titânio, Nióbio, Cobalto, Molibdênio e Terras Raras.”

Fazer uma breve pesquisa sobre:

a) Ocorrência desses metais na natureza (terrestre e espacial).

Encontram-se vestígios de urânio em quase todas as rochas sedimentares da crosta terrestre, embora ele não seja muito abundante em depósitos concentrados. O minério de urânio mais comum e importante é a uraninita, composta por uma mistura de UO2 (Dióxido de urânio) com U3O8 (Triurânio