A atividade mineradora ilegal na região da bacia amazônica tem sido apontada como causadora da contaminação de peixes por mercúrio. Em consequência, a ocorrência de doenças causadas por metais pesados tem aumentado significativamente, mesmo em pessoas que vivem a quilômetros de distância da região ribeirinha. Na mineração do ouro, mercúrio metálico é empregado para gerar amálgama e assim extrair o metal nobre da natureza. Em seguida, o mercúrio vaporizado com uso de um maçarico é lançado para a atmosfera, deixando o ouro metálico. Estima-se que 30 toneladas de mercúrio são despejadas por ano na Amazônia por garimpeiros ilegais, segundo o Carnegie Amazon Mercury Project-EUA. Empregando-se tecnologias mais eficientes, é possível o uso mais racional do mercúrio na amalgamação do ouro. Utilizando altas temperaturas e pressão, é possível obter amálgamas com ouro de composição Au11Hg. Dados Massas molares: Au = 197 g mol-1; Hg = 200 g mol-1. Temperatura de ebulição: Au = 2836 ºC; Hg = 357 ºC. a) Calcule a massa necessária, em kg de mercúrio, descrita na tecnologia mais eficiente de amalgamação, para produzir 1 kg de ouro. Mostre o cálculo. Forneça o resultado com uma casa decimal (um algarismo significativo). b) No processo rudimentar, a separação do ouro da amálgama é feita por vaporização. De modo a recuperar o mercúrio e evitar seu lançamento para a atmosfera, qual é a técnica de separação adequada para essa separação? Faça um esquema desse sistema de separação com os principais componentes e aponte claramente o local onde o mercúrio seria recuperado.
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Soluções para a tarefa
a) A massa necessária será de 0,1 kg de mercúrio.
Para a reação de liberação do ouro (Au⁰) da amálgama formada sob altas temperaturas e pressão, temos a seguinte equação balanceada:
2Au₁₁Hg (s) ⇄ 22Au (s) + Hg₂ (g)
Como a formação de ouro está na proporção de 2 mols de Hg para 22 mols Au formados, podemos fazer o seguinte esquema relacionar suas massas:
2 mols Hg ----------- 22 mols Au
2* 200 g Hg ------- 22*197 g Au
X g Hg ----------------- 1000 g Au
Utilizando uma regra de 3 para resolver o esquema:
22*197*X = 2*200*1000
X = 400000/4334 = 92,3 g = 0,1 kg Hg
b) A separação adequada é destilação e condensação do mercúrio.
Como os pontos de ebulição do ouro e do mercúrio são muito distintos, a evaporação do mercúrio possibilita a separação do ouro pela temperatura.
Logo, a separação do ouro e do mercúrio deve ser feita pela a pirólise da amálgama com destilação do mercúrio.
Para evitar o escape do mercúrio gasoso, o uso da destilação seguida pela condensação/resfriamento dos gás é indicada. O esquema se encontra a seguir:
Amálgama (aquecimento) → Gás Hg₂ (tubulação) → Hg liquefeito (condensador) → Hg líquido recuperado
Espero ter ajudado!