PRÉ-VESTIBULAR QUÍMICA PROF. EMANUEL

Transcrição

1 RADIOATIVIDADE PRÉ-VESTIBULAR QUÍMICA PROF. EMANUEL 1) A figura acima ilustra uma situação em que a radiação proveniente de uma fonte de radiação nuclear, após ser defletida por um campo eletromagnético, divide-se em três componentes. A radiação I é bloqueada com um anteparo de papel; a radiação II, após atravessar o anteparo de papel, é bloqueada por um de madeira, e a radiação III é a única que atravessa todos os anteparos colocados. Julgue os itens: ( ) A radiação III, apesar de ser mais penetrante que as radiações I e II, não possui carga nem massa. ( ) Da figura infere-se que as radiações I, II e III são respectivamente radiações gama, alfa e beta. ( ) Em uma situação onde o átomo radioativo emita somente partículas beta, a variação da massa do átomo será desprezível, embora essa emissão seja sucedida pelo aumento do número atômico do elemento gerado na reação. ( ) A partícula II é a mesma envolvida na ligação química dos átomos. ( ) Considerando que a fonte de radiação seja composta por urânio-238, conclui-se que, após emissões sucessivas de três partículas contidas na radiação I e de duas partículas contidas na radiação II, o isótopo radioativo do urânio se converte em 99 Ra 226. Gab: C E C C E 2) Tendo em vista que a energia é fundamental para a manutenção do universo e que, na Terra, ela é consumida e(ou) transformada em outras formas de energia, que podem ser novamente utilizadas ou irradiadas para o espaço, julgue os itens subsequentes. ( ) A energia nuclear refere-se as transformações que acontecem nos núcleos dos átomos por meio da forte repulsão entre prótons presentes no núcleo, assim possuem uma menor energia de ativação que a obtida nas transformações químicas que ocorrem no dia a dia. ( ) As usinas nucleares funcionam com reatores que produzem energia elétrica a partir de reações de fusão nuclear. ( ) A intensidade de radioatividade, para qualquer elemento radioativo, diminui com o passar do tempo ( ) As transformações nucleares muitas vezes resultam em transmutação, ou seja, mudança no elemento químico. Gab: E E C C 3) Considere que o tempo de meia-vida do césio- 137 seja igual a trinta anos e que, em 1987, havia 12,0 g do isótopo na cápsula aberta pelo dono do ferrovelho. Com base nessa situação, assinale a opção correta. a) Após 90 anos da ocorrência do acidente, existirão ainda mais que 2,0 g de césio-137 remanescentes do material que havia na cápsula. b) Para que mais de 99% do césio-137 que havia na cápsula em 1987 já tenha sofrido desintegração, será necessário o decurso de um período de tempo superior a 180 anos. c) Atualmente, mais de 50% do césio-137 que havia na cápsula em 1987 já sofreu desintegração.

2 d) Desde a ocorrência do acidente, a cada ano que se passou, 0,40 g do césio-137 sofreu desintegração. Gab: B 4) No Museu de Ciências Nucleares, em Recife, um dos temas mais abordados é a irradiação de alimentos como método de conservação. Esse método consiste na radiação ionizante em doses predeterminadas para a eliminação de microrganismos, retardo no processo de decomposição e inibição de brotamentos, aumentando-se, assim, a durabilidade dos alimentos. As doses utilizadas são inferiores a 10 kgy (1 Gy = 1 J/kg), o que garante segurança para a saúde e o meio ambiente. Nesse processo, são aplicados, basicamente, cinco tipos diferentes de radiação: alfa, beta, gama, raios X e nêutrons. Uma fonte de radiação muito empregada é o 60 Co, cujo decaimento pode ser descrito simplificadamente pela equação nuclear a seguir. Tendo como referência o texto acima, julgue os itens abaixo. ( ) Reações de decaimento radioativo, como a mencionada no texto, não obedecem à lei de Lavoisier, uma vez que não há conservação de massa no processo, mas, sim, de energia. ( ) Entre os tipos de radiação mencionados no texto, a radiação alfa é a menos indicada para a irradiação em produtos alimentícios densos, uma vez que, em comparação à dimensão do fóton, ela apresenta grande seção de choque, não penetrando, por isso, de forma eficiente no produto. ( ) A dose de radiação absorvida pelo alimento deve ser minuciosamente controlada, já que doses excessivas o tornam radioativo, o que implica potenciais prejuízos à saúde do consumidor. ( ) Conclui-se do texto que uma dose de radiação equivalente a 8 kj é segura para irradiar 400 g de alimento. Gab: C C E E 5) A radiação r emitida no processo de decaimento mostrado no texto da questão 4 corresponde a um a) próton. b) elétron. c) nêutron. d) pósitron. Gab: B 6) Os trabalhos do casal Curie sobre o elemento rádio revolucionaram as teorias atômicas e determinaram os rumos da radioatividade no início do século XX. Àquela época já se sabia que a energia liberada na desintegração do rádio-226 era quase um milhão de vezes superior à obtida por uma mesma massa de matéria submetida a qualquer uma das transformações conhecidas anteriormente à descoberta da radioatividade. Isso levou a uma onda desenfreada de entusiasmo e de esperança em relação à utilização desse elemento como a energia do futuro: iluminação, aquecimento e combustível para mover as máquinas das indústrias e a nascente frota automobilística eram exemplos de aplicações imaginadas para o rádio. O decaimento do rádio-226 libera uma energia de 4, kj/mol e ocorre em duas etapas (I e II), como mostrado a seguir. Tendo o texto acima como referência inicial, julgue os itens a seguir. ( ) Considerando-se as posições relativas dos elementos na tabela periódica, é correto afirmar que o átomo de Rn formado no processo de decaimento apresenta menor raio que o átomo de Ra. ( ) No processo de decaimento mencionado no texto, as partículas alfa emitidas na etapa I, pelo fato de possuírem carga elétrica e grande seção de choque,

3 apresentam poder ionizante muito mais pronunciado que a radiação gama emitida na etapa II. ( ) A onda desenfreada de entusiasmo e esperança dos cientistas do início do século XX relativa ao uso do rádio como fonte de energia tinha razão de ser, dada, por exemplo, a utilização, nos dias de hoje, da fissão do rádio por bombardeamento com nêutrons nas usinas nucleares modernas para a geração de energia elétrica. ( ) O uso de catalisadores metálicos está entre as tecnologias atuais de gestão do lixo atômico propostas pelos cientistas. Esses materiais, ao serem adicionados aos rejeitos das usinas nucleares, aceleram o processo de decaimento dos isótopos radioativos presentes, diminuindo-se, assim, o tempo de armazenamento do lixo. Gab: C C E E 7) Supondo que todo o rádio-226 contido em uma amostra de 8,92 g de 226 RaCl 2 tenha sofrido decaimento de acordo com as equações nucleares apresentadas no texto, calcule, em kj, a energia liberada nesse processo. Divida o resultado encontrado por Após ter efetuado todos os cálculos solicitados, despreze, para a marcação no Caderno de Respostas, a parte fracionária do resultado final obtido, caso exista. Gab: 141 8) As emissões radioativas são empregadas na radioterapia para destruir células doentes ou impedi-las de se reproduzirem. Em 1987, uma cápsula contendo cloreto de césio-137 foi abandonada junto a um equipamento nas antigas instalações do Instituto Goiano de Radioterapia, em Goiânia. A cápsula foi encontrada e aberta pelo dono de um ferro-velho, o que causou o maior acidente radioativo da história do Brasil. A seguir, são apresentados três tipos de emissões radioativas. partícula α: constituída por dois prótons e dois nêutrons. partícula β: constituída por um elétron gerado a partir da conversão de um nêutron em um próton. radiação γ: radiação eletromagnética. Considerando as informações acima, é correto afirmar que a transformação do césio-137 em bário-137 pode ser explicada por meio da emissão de a) uma partícula α e radiação γ. b) radiação γ. c) uma partícula β. d) uma partícula α. Gab: C 9) Após novo vazamento, radiação em Fukushima atinge nível crítico. Os níveis de radiação nas proximidades da usina nuclear de Fukushima, no Japão, estão 18 vezes mais altos do que se supunha inicialmente, alertaram autoridades locais. Em setembro de 2013, o operador responsável pela planta informou que uma quantidade ainda não identificada de água radioativa vazou de um tanque de armazenamento. Leituras mais recentes realizadas perto do local indicam que o nível de radiação chegou a um patamar crítico, a ponto de se tornar letal com menos de quatro horas de exposição. A usina nuclear de Fukushima, no Japão, sofreu diversas avarias estruturais após ser atingida por um terremoto seguido de tsunami em março de Recentemente, técnicos detectaram o vazamento de diversas toneladas de água radioativa para o Oceano Pacífico, em local próximo à usina. A água radioativa está contaminada, principalmente, com isótopos de estrôncio, iodo e césio, como o césio-137. O 55 Cs 137 é um isótopo radioativo com tempo de meia-vida de cerca de 30,2 anos, cujo principal produto de decaimento radioativo é o 56 Ba 137, em uma 1 0 reação que envolve a emissão de uma partícula. Com base no texto, julgue os itens. ( ) O decaimento radioativo do césio-137 ocorre com a perda de um elétron da camada de valência. ( ) As partículas 1 0, emitidas no decaimento radioativo do 55 Cs 137, não possuem carga elétrica e não possuem massa, e podem atravessar completamente o corpo humano.

4 ( ) O átomo de 55 Cs 137 é isóbaro do 56 Ba 137. ( ) Os efeitos nocivos decorrentes da exposição ao césio-137 são consequência da emissão de, que surgem pelo decaimento partículas radioativo do 55Cs 137 formando 56 Ba 137. ( ) Após 15,1 anos, apenas um quarto dos átomos de 55Cs 137 ainda permanecerá detectável na água proveniente da usina. ( ) Cada átomo de 55 Cs 137 possui 55 prótons e 82 nêutrons. Gab: E E C E E C 10) Os estudos das reações com núcleos atômicos feitos por Curie e colaboradores mostraram que a radioatividade é o resultado do decaimento nuclear. Nesse fenômeno, a emissão de partículas (alfa) e (beta) forma núcleos com diferentes números de prótons. Considerando o decaimento alfa do polônio- 211, pode-se afirmar que o nuclídeo formado é a) o astato 210. b) o chumbo 207. c) o polônio 210. d) o radônio 222. Gab: B ( ) Partículas geradas em emissões radioativas naturais que sofrem desvio em direção a placas negativamente eletrizadas podem ser partículas alfa. ( ) Quando um núcleo radioativo emite uma partícula beta, tanto seu número atômico quanto seu número de massa são aumentados em uma unidade. Gab: C C C C E 12) Sobre os processos radioativos, julgue os itens. ( ) A radioatividade constitui um fenômeno ligado ao núcleo do átomo. ( ) A emissão de radiação altera o número de partículas atômicas. ( ) As radiações são elétrons emitidos mesmo por núcleos estáveis. ( ) As radiações correspondem a 2 prótons e 2 nêutrons, isto é, um núcleo do átomo de hélio ( 2 He 4 ). ( ) As radiações,, possuem o mesmo poder de penetração. Gab: C E E C E 13) O iodo-132, devido à sua emissão de partículas beta e radiação gama, tem sido muito empregado no tratamento de problemas na tireóide. A curva abaixo ilustra o decaimento radioativo desse isótopo. 11) Julgue os itens a seguir. ( ) Raios gama e raios-x são muito mais energéticos e, portanto, apresentam menor comprimento de onda se comparados à luz visível. ( ) Um feixe de luz branca pode ser decomposto nas cores do arco-íris, sendo a energia dessa radiação eletromagnética menor que a da radiação ultravioleta e maior que a da radiação infravermelha. ( ) As ondas eletromagnéticas são formadas pela oscilação simultânea de um campo elétrico e de um campo magnético perpendiculares entre si. A análise da curva de decaimento revela que o iodo a) desintegra-se, emitindo partículas de carga positiva. b) estabiliza-se a partir de trinta e dois dias. c) possui meia-vida de oito dias. d) alcança a massa de 25 gramas em três meias vidas. Gab: C 14) Sobre a radioatividade e os seus desdobramentos, julgue os itens a seguir.

5 ( ) Somente no final do século XIX, com o aprofundamento das descobertas no campo da radioatividade, foi possível datar as rochas e estimar a idade da Terra. ( ) Um acidente nuclear que liberou doses elevadas de radioatividade para além das vizinhanças de uma usina nuclear, causando consequências fatais aos humanos e ao meio ambiente, ocorreu em Chernobyl, na Ucrânia. ( ) A radioatividade é um fenômeno restrito a laboratórios de alta tecnologia, sendo produzida somente por metais pesados radioativos. ( ) Todo elemento radioativo sofre um processo de desintegração natural, chamado de transmutação. O período em que metade dos átomos de um elemento químico radioativo, presente em uma rocha, sofre a transmutação é chamado de meia-vida. ( ) A grande vantagem do uso de usinas nucleares, como Angra I e Angra II, localizadas na região Centro- Oeste, é que elas utilizam fontes radioativas secundárias. Gab: C C C E E 15) Considerando-se as informações do texto, as equações nucleares, com base na tabela periódica e nas tendências das propriedades dos elementos químicos, julgue os itens a seguir. ( ) Após decorridos 48 mil anos, 500 toneladas métricas de plutônio 239 terão perdido 80% de atividade radioativa. ( ) O plutônio 239 deve ser enterrado durante um período de 24 mil anos para que perca por completo a atividade radioativa. ( ) O isótopo 239 de plutônio é gasoso à temperatura ambiente em razão da instabilidade radioativa que apresenta. ( ) O elemento químico plutônio apresenta configuração eletrônica representada por [Rn] 5f 6 7s 2 porque pertence ao mesmo grupo periódico do elemento químico ferro. ( ) O plutônio 239 se acumula no lixo nuclear das usinas geradoras de eletricidade em consequência do bombardeio de urânio 238 por nêutrons, seguido da emissão de partículas beta, 0 1, representadas por x e y nas equações nucleares II e III. Gab: E E E E C 16) Analise a figura abaixo e assinale a opção correta no item abaixo, que é do tipo C. Na figura acima, que ilustra características de emissões radioativas em diferentes materiais, as linhas onduladas I, II, III e IV representam, respectivamente, as radiações a) α, β, γ e raios x. b) raios x, β, γ e α. c) α, γ, β e raios x. d) γ, α, raios x e β. Gab: D 17) Nas opções a seguir, assinale aquela que apresenta o gráfico que melhor representa o decaimento radioativo típico de primeira ordem para o isótopo 235 U do urânio.

6 Gab: A