Um rio que corta uma área industrial apresenta contaminação simultânea por

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:

1. a) Como a solubilidade de Pb²⁺ e Cu²⁺ é alterada frente a variações de pH?
2. b) Por que um episódio de chuva ácida pode aumentar temporariamente as concentrações de Pb²⁺ e Cu²⁺ no rio?
3. 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:

1. a) Explique por que adicionar Na₂CO₃ ao efluente leva à remoção dos metais pesados.
2. b) Justifique por que esse tratamento deve ser feito no efluente industrial, e não diretamente no rio.
3. c) Com base no que você estudou na ETAPA 1, indique como o pH influencia simultaneamente a formação dos carbonatos e hidróxidos metálicos.