FRENTE 1 FÍSICO-QUÍMICA MÓDULO 28 PROPRIEDADES COLIGATIVAS: PRESSÃO DE VAPOR

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1 FRENTE 1 FÍSIC-QUÍMICA 1. (UFU) gráfico a seguir relacioa as pressões máximas de vapor e a temperatura para o éter etílico, álcool etílico e água. Em ível do mar, ode a pressão atmosférica é igual a 760 mmhg, sabe-se que os potos de ebulição para o éter etílico, álcool etílico e água são 34,6 C; 78,3 C e 100 C, respectivamete. Pressão Máxima de Vapor (mmhg) MÓDUL 28 PRPRIEDADES CLIGATIVAS: PRESSÃ DE VAPR Éter etílico Em relação a esse assuto, é icorreto afirmar que: a) o álcool etílico ecotra-se o estado líquido sob pressão de 760 mmhg e sob temperaturas meores que 78,3 C. b) o aumeto da temperatura acarreta um aumeto a pressão de vapor para os líquidos exemplificados. Álcool etílico Água Temperatura (graus Celsius) c) o éter e o mais volátil dessas substâcias, pois apreseta maior pressão de vapor devido a suas iterações itermoleculares serem mais fortes. d) a pressão máxima de vapor de uma substâcia, em uma mesma temperatura, ão depede do volume dessa substâcia. 2. Cosidere clorofórmio, etaol e água, todos líquidos, à temperatura ambiete. A depedêcia das pressões de vapor dos três líquidos em fução da temperatura é mostrada o gráfico a seguir. clorofórmio etaol água pressão (mmhg) temperatura ( C) A leitura dos dados permite afirmar: a) Na temperatura de 60ºC, o etaol é o líquido que apreseta maior pressão de vapor. b) As forças de atração itermoleculares dos líquidos aumetam a seguite ordem: clorofórmio < água < etaol. c) Com os dados do gráfico, pode-se afirmar que, sob uma mes ma pressão, o poto de ebulição do etaol é meor do que o do clorofórmio. d) Na pressão de 800 mmhg e temperatura de 90ºC, a água é a úica substâcia o estado líquido. e) gráfico estabelece uma relação iversamete proporcioal da temperatura com a pressão máxima de vapor. A PMV é diretamete proporcioal à temperatura. líquido mais volátil é o clorofórmio, pois suas moléculas estabelecem forças itermoleculares meos itesas, equato a água é o meos volátil, pois estabelece forças mais itesas do tipo ligação de hidrogêio. A 800 mmhg e temperatura de 90ºC, o úico poto de ebulição que ão foi atigido é o da água, portato ela se ecotra o estado líquido, equato o clorofórmio e o etaol já são gasosos. éter é o mais volátil dessas substâcias, pois apreseta maior pressão de vapor devido a suas iterações itermoleculares serem mais fracas. 89

2 3. (UNESP-SP) Comparado duas paelas, simul taeamete sobre dois queimadores iguais de um mesmo fogão, observa-se que a pressão dos gases sobre a água fervete a paela de pressão fechada é maior que aquela sobre a água fervete uma paela aberta. Nessa situação, e se elas cotêm exatamete as mesmas quatidades de todos os igredietes, podemos afirmar que, comparado com o que ocorre a paela aberta, o tempo de cozimeto a paela de pressão fechada será a) meor, pois a temperatura de ebulição será meor. b) meor, pois a temperatura de ebulição será maior. c) meor, pois a temperatura de ebulição ão varia com a pressão. d) igual, pois a temperatura de ebulição idepede da pressão. e) maior, pois a pressão será maior. MÓDUL 29 EFEITS CLIGATIVS: TNSCPIA, CRISCPIA E EBULISCPIA 1. (MACKENZIE-SP) Em um laboratório, são preparadas três soluções A, B e C, cotedo todas elas a mesma quatidade de um úico solvete e cada uma delas, diferetes quatidades de um úico soluto ão volátil. Cosiderado que as quatidades de soluto, totalmete dissolvidas o solvete, em A, B e C, sejam crescetes, a partir do gráfico abaixo, que mostra a variação da pressão de vapor para cada uma das soluções em fução da temperatura, é correto afirmar que, a uma dada temperatura T, Pressão de vapor (mmhg) I II III Como a pressão itera a paela de pressão é maior, a temperatura de ebulição da água será maior, portato o tempo de cozimeto a paela de pressão fechada será meor. Quato maior a temperatura, maior a velocidade de cozimeto. Resposta: B T Temperatura ( C) a) a solução C correspode à curva I, pois quato maior a quatidade de soluto ão volátil dissolvido em um solvete, meor é a pressão de vapor dessa solução. b) a solução A correspode à curva III, pois quato meor a quatidade de soluto ão volátil dissolvido em um solvete, maior é a pressão de vapor dessa solução. c) as soluções A, B e C correspodem respectivamete às curvas III, II e I, pois quato maior a quatidade de um soluto ão volátil dissolvido em um solvete, maior a pressão de vapor da solução. d) as soluções A, B e C correspodem respectivamete às curvas I, II e III, pois quato meor a quatidade de um soluto ão volátil dissolvido em um solvete, maior a pressão de vapor da solução. e) a solução B é a mais volátil, que é represetada pela curva II. As soluções A, B e C correspodem respectivamete às curvas I, II e III, pois quato meor a quatidade de um soluto ão volátil dissolvido em um solvete, maior a pressão de vapor da solução. A solução A (curva I) é a mais volátil. 90

3 2. (FUVEST-SP 2014) A adição de um soluto à água altera a temperatura de ebulição desse solvete. Para quatificar essa variação em fução da cocetração e da atureza do soluto, foram feitos experimetos, cujos resultados são apresetados abaixo. Aalisado a tabela, observa-se que a variação de temperatura de ebulição é fução da cocetração de moléculas ou íos de soluto dispersos a solução. Volume de água (L) Soluto Quatidade de matéria de soluto (mol) Temperatura de ebulição ( C) 1 100,00 1 NaCl 0,5 100,50 1 NaCl 1,0 101,00 1 sacarose 0,5 100,25 1 CaCl 2 0,5 100,75 Dois ovos experimetos foram realizados, adicioado-se 1 mol de Na 2 S 4 a 1 Lde água (experimeto A) e 1,0 mol de glicose a 0,5 L de água (experimeto B). Cosidere que os resultados desses ovos experimetos teham sido cosistetes com os experimetos descritos a tabela. Assim sedo, as temperaturas de ebulição da água, em C, as soluções dos experimetos A e B, foram, respec tivamete, de a) 100,25 e 100,25. b) 100,75 e 100,25. c) 100,75 e 100,50. d) 101,50 e 101,00. e) 101,50 e 100,50. Podemos tirar a seguite regularidade: Cada 0,5 mol de partículas dissolvidas em 1 litro de água aumeta a temperatura de ebulição do solvete em 0,25 C. Experimeto A: Foi adicioado 1,0 mol de Na 2 S 4 (Na 2 S 4 2 Na + + S 2 ), o que 4 implica 3 x 1,0 mol de partículas em 1 L de água. 0,5 mol de partículas 0,25 C 3 mol de partículas x x = 1,50 C A temperatura de ebulição da solução A será: (100,00 + 1,50) C = 101,50 C Experimeto B: Foi adicioado 1,0 mol de glicose (composto mole cular) em 0,5 L de água. 1,0 mol 0,5 L de água y 1,0 L de água y = 2,0 mol de partículas em 1 L de água 0,5 mol de partículas 0,25 C 2,0 mol de partículas z z = 1,00 C A temperatura de ebulição da solução B será: (100,00 + 1,00) C = 101,00 C. 3. (UNIFESP) Na figura, são apresetadas duas curvas que ex - pressam a relação etre a pressão de vapor de dois líquidos, A e B, e a temperatura. Um deles é uma solução aquosa de sacarose 1,0 mol/l e o outro, água destilada. 1,0 Pressão (atm) Cosiderado-se o comportameto da pressão de vapor em relação à temperatura de um terceiro líquido, C, uma solução aquosa de itrato de alumíio, Al (N 3 ) 3, 0,5 mol/l e das curvas A e B, são feitas as seguites afirmações: I. A curva da solução C deve-se posicioar à es querda da curva A. II. A temperatura de ebulição do líquido A é meor que a temperatura de ebulição do líquido B. III. A solução C deve apresetar maior pressão de vapor que o líquido B. IV. líquido A é água destilada. É correto apeas o que se afirma em a) I e III. b) III e IV. c) II e III. d) II e IV. e) I e IV. Cálculo do úmero de partículas dispersas: * Sacarose C 12 H (s) C 12 H (aq) 1,0 mol/l * Nitrato de alumíio Al (N 3 ) 3 (s) Al 3+ (aq) + 3 N 3 (aq) Temperatura ( C) 4 x 0,5 mol/l Quado se adicioa um soluto ão volátil a um sol vete, a pressão de vapor do solvete dimiui e o poto de ebulição aumeta. A B A: Água pura B: Solução aquosa de sacarose C: Solução aquosa de Al (N 3 ) 3 91

4 MÓDUL 30 SMSE 1. (UFABC-SP MDEL ENEM) Descoberta ova técica para dessaliização da água Cietistas desevolveram um ovo método de dessaliização da água que, além de eficiete, pode fucioar utilizado calor ormalmete desperdiçado em outros processos idustriais. s pesquisadores cria - ram uma membraa com poros ultrafios, que permite a passagem da água, mas retém o sal dissolvido. Aproveitado o calor desperdiçado em outros processos idustriais, ou mesmo a eergia solar, a água salgada é aquecida até evaporar. vapor passa através dos poros da membraa, codesado-se como água pura o outro lado e deixado o sal para trás. Nosso processo fucioa bem com salmouras cotedo coce trações de sal acima de 5,5%, afirma o cietista resposável pelo projeto. ( Adaptado.) processo de separação por membraa que faz fucioar essa tecologia de dessaliização da água é cohecido como a) filtração. b) destilação. c) osmose. d) peeiração. e) desidratação. processo de separação por membraa que permite apeas a passagem do solvete é a osmose. 3. (FUVEST-SP) A porcetagem em massa de sais o sague é de apro ximadamete 0,9%. Em um experimeto, algus glóbulos vermelhos de uma amostra de sague foram coletados e separados em três grupos. Foram preparadas três solu ções, idetificadas por X, Y e Z, cada qual com uma diferete cocetração salia. A cada uma dessas soluções foi adicioado um grupo de glóbulos vermelhos. Para cada solução, acompahou-se, ao logo do tempo, o volume de um glóbulo vermelho, como mostra o gráfico. Volume do glóbulo vermelho solução X solução Y solução Z Tempo Com base os resultados desse experimeto, é correto afirmar que a) a porcetagem em massa de sal, a solução Z, é meor do que 0,9%. b) a porcetagem em massa de sal é maior a solução Y do que a solução X. c) a solução Y e a água destilada são isotôicas. d) a solução X e o sague são isotôicos. e) a adição de mais sal à solução Z fará com que ela e a solução X fiquem isotôicas. 2. Calcular a pressão osmótica, em atm, de uma solução 0,1 mol/l de glicose a 27 C. Dado: R = 0,082 atm. L mol. K glicose (s) glicose (aq) 0,1 mol 0,1 mol M = 0,1 mol/l π = M R T π = 0,1 mol atm. L. 0, K L K. mol π = 2,46 atm A solução X é hipotôica com relação ao iterior da hemácia causado aumeto de volume do glóbulo vermelho. A solução Y mostrou-se isotôica com relação ao iterior da célula, logo o volume desta permaece costate. A solução Z apresetou-se hipertôica com relação ao iterior da hemácia, explicado a saída de solvete e cosequete dimiuição de volume do glóbulo vermelho. Coclui-se, portato, que a porcetagem em massa de sais é maior em Y do que em X. Resposta: B 92

5 FRENTE 2 QUÍMICA RGÂNICA, QUÍMICA GERAL E INRGÂNICA MÓDUL 28 PLÍMERS 2. (PUC-SP) s polímeros fazem, cada vez mais, parte do osso cotidiao, estado presetes os mais diversos materiais. Etre os polímeros mais comus, podem-se citar: Teflo Polímero de adição, extremamete ierte, praticamete isolúvel em todos os solvetes. Usado em revestimeto de paelas e roupas de astroautas. 1. (FUVEST-SP) Algus polímeros biodegradáveis são utilizados em fios de sutura cirúrgica, para regiões iteras do corpo, pois ão são tóxicos e são reabsorvidos pelo orgaismo. Um desses materiais é um copolímero de code sação que pode ser represetado por C Etre os seguites compostos, I II 3 C H Náilo Forma uma fibra muito resistete à tração, devido às ligações de hidrogêio que ocorrem etre suas moléculas. É usado como fibra têxtil. Polietileo Polímero formado por reação de adi ção. Pricipal compoete de sacos e sacolas plás ticas. Pode ser reaproveitado ou usado como com bus tível. PET É um poliéster. Material das garrafas plásticas de refrigerate, está presete em muitas outras aplicações, como filmes fotográficos. As fórmulas estruturais desses quatro polímeros estão, ão respectiva - mete, represetadas a seguir. III H H 3 C H 2 C H 2 H os que dão origem ao copolímero citado são a) I e III b) II e III c) III e IV d) I e II e) II e IV s compostos que dão origem ao copolímero são I e III. H C H IV + H H 3 C C H 2 H C H 2 C H 2 I) II) C C III) C ( ) 4 C N ( ) 6 N IV) F F C C F F H H A alterativa que relacioa corretamete os polímeros descritos com as fórmulas estruturais represetadas é C Resposta: A 3 C + 2 H 2 a) b) c) d) e) I II III IV polietileo PET áilo Teflo Teflo polietileo PET áilo PET áilo polietileo Teflo PET Teflo áilo polietileo polietileo PET Teflo áilo 93

6 I) ( ) correspode ao polietileo. II) ( C C ) correspode ao PET (poliéster). Polímero I Polímero II Polímero III a) água -hexao água b) -hexao água -hexao c) -hexao água água d) água água -hexao e) água -hexao -hexao III) ( C ( ) 4 C N ( ) 6 N ) H H correspode ao áilo (poliamida). F F III) ( C C ) correspode ao teflo. F F Resposta: A s polímeros I e III são polares e apresetam em suas estruturas grupos hidroxila ( H) que estabelecem potes de hidrogêio (ligações de hidrogêio) com a água (polar). Logo, a água seria o solvete adequado. polímero II é um hidrocarboeto (apolar), portato é solubilizado o -hexao (apolar). Resposta: A MÓDUL (FUVEST-SP 2013) Um fucioário de uma empresa ficou ecarregado de remover resíduos de diferetes polímeros que estavam aderidos a diversas peças. Após alguma ivestigação, o fucioário classificou as peças em três grupos, coforme o polímero aderido a cada uma. As fórmulas estruturais de cada um desses polímeros são as seguites: Polímero I H H H H 2 H H H H H H 2 H H H H H 2 H H H H H H H 3 C 2 H Polímero II Polímero III LEIS DAS CMBINAÇÕES QUÍMICAS 1. (UNESP) A Lei da Coservação da Massa, euciada por Lavoisier em 1774, é uma das leis mais importates das trasformações químicas. Ela estabelece que, durate uma trasformação química, a soma das massas dos reagetes é igual à soma das massas dos produtos. Esta lei pôde ser explicada, algus aos mais tarde, pelo modelo atômico de Dalto. Etre as ideias de Dalto, a que oferece a explicação mais apropriada para a Lei da Coservação da Massa de Lavoisier é a de que a) os átomos ão são criados, destruídos ou covertidos em outros átomos durate uma trasformação química. b) os átomos são costituídos por 3 partículas fudame tais: prótos, êutros e elétros. c) todos os átomos de um mesmo elemeto são idêticos em todos os aspectos de caracterização. d) um elétro em um átomo pode ter somete certas quatidades específicas de eergia. e) toda a matéria é composta de átomos. H H H H H H H Para remover os resíduos de polímero das peças, o fucioário dispuha de apeas dois solvetes: água e -hexao. fucioário aalisou as fórmulas estruturais dos três polímeros e procurou fazer a correspodêcia etre cada polímero e o solvete mais adequado para solubilizá-lo. A alterativa que represeta corretamete essa correspodêcia é: A proposta ou a ideia de Dalto que é a mais apropriada para a Lei da Coservação da Massa em uma reação química é que os átomos ão são criados, destruídos ou covertidos em outros átomos. Assim, os átomos de cada elemeto se coservam em uma reação; cosequetemete, a massa se coserva, pois a massa do sistema é a soma das massas dos átomos. Resposta: A 94

7 2. Uma amostra cotedo 1 mol de átomos de ferro em pó foi colocada em um recipiete de porcelaa, deomiado cadiho. Em seguida, este sistema foi fortemete aquecido a preseça do ar atmosférico, e o ferro, trasformado em óxido de ferro sólido. A variação da massa do sistema, essa trasformação, é represetada pelo gráfico: a) b) MÓDUL 30 QUÍMICA DESCRITIVA: ATMSFERA, HIDRSFERA E LITSFERA Massa c) d) Massa Tempo Tempo e) Massa Massa Tempo Tempo 1. (FUVEST-SP) Da água do mar, podem ser obtidas grades qua - tidades de um sal que é a origem das seguites tras formações: sal eletrólise da solução aquosa cocetrada Neste esquema, x, y, z e w represetam: x y NaH em água HCl gasoso gordura z ácido clorídrico solução alcalia oxidate (água saitária) W em água gliceria Massa x y z w A reação que ocorre é: 4 Fe (s) (g) 2 Fe 2 3 (s) Como o sistema é aberto, temos massa medida do reagete (Fe(s)): m massa medida do produto (Fe 2 3 (s)): m m > m, logo, com o tempo, a massa aumeta até estabilizar-se, ou seja, ficar costate (térmio da reação). Resposta: A 3. Dada a reação gasosa: Tempo N H 2 2 NH 3, para a obteção de 60 L de NH 3, as mesmas codições de temperatura e pressão, serão ecessários: a) 60 L de N 2 b) 60 L de H 2 c) 30 L de H 2 d) 30 L de N 2 e) 30 L de N 2 e 30 L de H 2 a) oxigêio cloro hidrogêio sabão b) sódio oxigêio dióxido de carboo Ácido clorídrico é uma solução aquosa de HCl: z H l (gasoso) Ácido clorídrico Podemos cocluir que z é a substâcia água. triglicerídeo c) hidrogêio cloro água sabão d) cloro hidrogêio água carboidrato e) hidrogêio cloro dióxido de carboo triglicerídeo Para se obter HCl gasoso, devemos reagir H 2 (g) com Cl 2 (g): H 2 (g) + Cl 2 (g) 2 HCl (g) De acordo com a Lei de Gay-Lussac, temos: N H 2 2 NH 3 1 V 3 V 2 V x y 60 L x = 30 L de N 2 y = 90 L de H 2 Como a substâcia y reage com NaH formado água saitária (solução aquosa de hipoclorito de sódio), podemos cocluir que y é a substâcia cloro. Cl 2 (g) + 2 NaH (aq) NaCl (aq) + NaCl (aq) + H 2 (l) Logo, a substâcia x é hidrogêio. A sapoificação da gordura com soda cáustica (NaH) produz sabão (sal de sódio de ácido graxo) e gliceria. Substâcia w: sabão A eletrólise em solução aquosa do cloreto de sódio produz H 2 o catodo, Cl 2 o aodo e solução aquosa de NaH. 95

8 3. (FATEC-SP 2014) Além do problema da escassez de água potável em algus potos do plaeta, a sociedade também efreta as dificuldades de tratameto da água dispoível, cada vez mais poluída. Uma das etapas desse tratameto evolve a adição de compostos químicos que possam facilitar a retirada de partículas suspesas a água. s compostos adicioados reagem formado uma substâcia gelatiosa, hidróxido de alumíio, que aglutia as partículas suspesas. A seguir, temos a reação que represeta o descrito: 3. (UNESP-SP) Brasil possui a maior reserva do mudo de hematita (Fe 2 3 ), miério do qual se extrai o ferro metálico, um importate material usado em diversos setores, prici palmete a costrução civil. ferro-gusa é produzido em alto-foro coforme esquema, usado-se carvão co mo reagete e combustível, e o oxigêio do ar. Calcário (CaC 3 ) é adicioado para remover a areia, formado silicato de cálcio. 3 Ca(H) 2 + Al 2 (S 4 ) 3 3 CaS Al(H) 3 A etapa descrita é deomiada a) filtração. b) cloração. c) floculação. d) destilação. e) decatação. Uma das etapas do tratameto da água evolve a adição de Ca(H) 2 e Al 2 (S 4 ) 3. Esses dois compostos reagem formado uma substâcia gelatiosa, Al(H) 3, que aglutia as partículas suspesas que estão a água a sua superfície, formado flocos. Essa etapa descrita é deomiada floculação. A decatação cosiste a sedimetação desses flocos o fudo do taque. Reações o alto-foro (T = C): 2 C (s) + 2 (g) 2 C (g) Fe 2 3 (s) + 3 C (g) 2 Fe (l) + 3 C 2 (g) CaC 3 (s) + areia escória (l) [CaSi 3 + Ca] Números atômicos: C = 6, = 8, Si =14, Fe = 26. Quais são as duas propriedades itesivas do ferro e da escória que permitem aplicar a técica de separação dos compoetes da mistura bifásica? Quais os tipos de ligações químicas existetes o ferro e o dióxido de carboo? Propriedades itesivas são aquelas que ão depe dem da quatidade de matéria. No alto-foro, tato a escória como o ferro retirados ecotram-se o estado líquido (fudidos). Podemos citar como propriedade itesiva a desi da de, uma vez que a escória (meor desidade) flutua a superfície do ferro fudido (maior desidade). utra propriedade itesiva é a solubilidade de um líquido o outro. Trata-se de dois líquidos imiscíveis que formam um sistema heterogêeo. No dióxido de carboo o estado gasoso, os átomos se uem por ligação covalete. = C = No ferro, os átomos se uem por ligação metálica (tato o estado sólido como o estado líquido). Temos íos positivos rodeados por um mar de elétros. 96

9 FRENTE 3 FÍSIC-QUÍMICA 1. (MACKENZIE-SP) Para eutralizar totalmete 2,0 L de solu ção aquosa de ácido sulfúrico cotidos em uma bateria, foram usados 5,0 L de solução 0,8 mol/l de hidróxido de sódio. A cocetração, em mol/l, do ácido presete essa solução é de a) 5 mol/l b) 4 mol/l c) 3 mol/l d) 2 mol/l e) 1 mol/l A equação química do processo: 2 NaH + H 2 S 4 Na 2 S H 2 2 mol 1 mol B A 2 A = B 2. M A V A = M B V B 2. M A. 2,0 L = 0,8 mol/l. 5,0 L M A = 1 mol/l Resposta: E MÓDUL 28 TITULMETRIA: ACIDIMETRIA, ALCALIMETRIA 2. pe róxido de hidrogêio é comumete utilizado como atisséptico e alvejate. Também pode ser empregado em trabalhos de restauração de quadros eegrecidos e o clareameto de detes. Na preseça de soluções ácidas de oxidates, como o permagaato de potássio, este óxido decompõe-se, coforme a equação a seguir: 5 H 2 2 (aq) + 2 KM 4 (aq) + 3 H 2 S 4 (aq) 5 2 (g) + 2 MS 4 (aq) + K 2 S 4 (aq) + 8 H 2 (l) RA-FILH, R. C. R. SILVA, R. R. Itrodução aos Cálculos da Química. São Paulo: McGraw-Hill. De acordo com a estequiometria da reação descrita, a quatidade de permagaato de potássio ecessária para reagir completamete com 20,0 ml de uma solução 0,1 mol/l de peróxido de hidrogêio é igual a a) 2, mol. b) 2, mol. c) 8, mol. d) 8, mol. e) 5, mol. Cálculo da quatidade em mols de H 2 2 a solução: M = V 0,1 mol/l = 20, L = 2, mol Cálculo da quatidade em mols de KM 4 : 5 H 2 2 (aq) 2 KM 4 (aq) 5 mol 2 mol 2, mol x x = 0, mol mol 97

10 2. (PUC-SP) Para eutralizar completamete uma amostra de 4,0 g de hidróxido de sódio foram ecessários 50 ml de uma solução 0,7 mol/l de ácido sulfúrico. teor de pureza dessa amostra de hidróxido de sódio é de a) 30%. b) 35%. c) 50%. d) 70%. e) 100%. Cálculo da quatidade em mols de H 2 S 4 que eutralizou 4,0 g de NaH impuro: 1 L 0,7 mol 0,050 L x x = 0,035 mol Equação química do processo: 2 NaH + H 2 S 4 Na 2 S H 2 2 mol 1 mol x 0,035 mol x = 0,070 mol Cálculo do teor de pureza da amostra de NaH: M(NaH) = 40 g/mol 1 mol 40 g 0,070 mol y y = 2,8 g 4,0 g 100% 2,8 g z z = 70% MÓDUL 29 RADIATIVIDADE 1. (UNESP-SP) Em 1896, o cietista fracês Heri Becquerel guardou uma amostra de óxido de urâio em uma gaveta que cotiha placas fotográficas. Ele ficou surpreso ao costatar que o composto de urâio havia escurecido as placas fotográficas. Becquerel percebeu que algum tipo de radiação havia sido emitida pelo composto de urâio e chamou o feômeo de radioativi dade. s úcleos radioa tivos comumete emitem três tipos de radiação: partículas α, partículas β e raios γ. Essas três radiações são, respectivamete, a) elétros, fótos e êutros. b) êutros, elétros e fótos. c) úcleos de hélio, elétros e fótos. d) úcleos de hélio, fótos e elétros. e) fótos, úcleos de hélio e elétros. Partículas α: formadas por dois prótos e dois êutros (úcleos de hélio). Partículas β: formadas por elétros. Raios γ: são odas eletromagéticas de alta eer gia (fótos). 2. (UNESP-SP) Detectores de icêdio são dispositivos que disparam um alarme o iício de um icêdio. Um tipo de detector cotém uma quatidade míima do elemeto radioativo amerício-241. A radiação emitida ioiza o ar detro e ao redor do detector, torado-o codutor de eletricidade. Quado a fumaça etra o detector, o fluxo de correte elétrica é bloqueado, disparado o alarme. Este elemeto se desitegra de acordo com a equação a seguir: Am Np + Z Nessa equação, é correto afirmar que Z correspode a a) uma partícula alfa. b) uma partícula beta. c) radiação gama. d) raios X. e) dois prótos. A equação da trasmutação forecida é: Am Np + x y Z 241 = x x = 4 95 = 93 + y y = 2 A partícula alfa apreseta 2 prótos (Z = 2) e 2 êutros (A = 4). Resposta: A 98

11 3. (FGV-SP) isótopo de massa 226 do elemeto químico rádio ( Ra) é produzido aturalmete a partir do decaimeto radioativo do U. s úmeros de partículas alfa e beta emitidas para a obteção de um átomo de Ra a partir do U são, respec tivamete, a) 2 e 3. b) 3 e 1. c) 3 e 2. d) 3 e 3. e) 4 e 1. A equação de decaimeto radioativo do 238 U é: U Ra + x 4 α + y 0 β Cálculos para determiar os valores de x e y: 238 = x + y(0) 92 = x y Portato, a equação balaceada será: U Ra α β y = 2 x = 3 MÓDUL 30 RADIATIVIDADE (CNTINUAÇÃ) 1. (FGV-SP) ítrio-90, meia-vida = 3 dias, emissor 0 β, é empregado 1 como radiofármaco o tratameto de artrite reumatoide. percetual de Y-90, que permaece após 9 dias em que ele foi empregado o paciete, e o produto de seu decaimeto radioativo são, respectivamete: a) 12,5% e ítrio-89. b) 12,5% e zircôio-90. c) 12,5% e estrôcio-90. d) 33% e estrôcio-90. e) 33% e zircôio (FUVEST-SP) isótopo 14 do carboo emite radiação β, sedo que 1g de carboo de um vegetal vivo apreseta cerca de 900 de - caimetos β por hora valor que permaece costate, pois as platas absorvem cotiuamete ovos átomos de 14 C da atmosfera equato estão vivas. Uma ferrameta de madeira, recolhida um sítio arqueológico, apresetava 225 decaimetos β por hora por grama de carboo. Assim sedo, essa ferrameta deve datar, aproximadamete, de a) a.c. b) a.c. c) a.c. d) a.c. e) a.c. Dado: tempo de meia-vida do 14 C = aos Equato o vegetal se ecotra vivo, ocorre absorção de 14 C, por fotossítese. Quado ocorre a morte do vegetal, a quatidade de 14 C decresce devido ao decaimeto radioativo represetado pela equação uclear: 14 6 C 0 1 β N Cálculo da idade da ferrameta de madeira: t 1/2 = aos a a 900 dec/h 450 dec/h 225 dec/h Tempo total: aos = 2 t 1/ aos 2011 aos = a C Aproxidamete, a C Dado: úmeros atômicos: 39 Y; 40 Zr; 38 Sr. 3 dias 3 dias 3 dias 100% 50% 25% 12,5% 90 Y β Zr Resposta: B 99

12 texto seguite refere-se a questão 3. Deverá etrar em fucioameto em 2017, em Iperó, o iterior de São Paulo, o Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), que será destiado à produção de radioisótopos para radiofármacos e também para produção de fotes radioativas usadas pelo Brasil em larga escala as áreas idustrial e de pesquisas. Um exemplo da aplicação tecológica de radioisótopos são sesores cotedo fote de amerício-241, obtido como produto de fissão. Ele decai para o radioisótopo eptúio-237 e emite um feixe de radiação. Fotes de amerício-241 são usadas como idicadores de ível em taques e foros mesmo em ambiete de iteso calor, como ocorre o iterior dos alto foros da Compahia Siderúrgica Paulista (CSIPA). A produção de combustível para os reatores ucleares de fissão evolve o processo de trasformação do composto sólido U 2 ao composto gasoso UF 6 por meio das etapas: I. U 2 (s) + 4 HF (g) UF 4 (s) + 2 H 2 (g) II. UF 4 (s) + F 2 (g) UF 6 (g) (Adaptado de deve-garatir-autossuficiecia-brasileira-em-radiofarmacosa-partir-de e H. Barcelos de liveira, Tese de Doutorado,IPEN/CNEN, 2009, i: 3. (FGV-SP) Cosiderado o tipo de reator mecioado o texto, classifique cada uma das afirmações em V (verdadeira) ou F (falsa). ( ) No processo de fissão uclear, o úcleo origial quebra-se em dois ou mais úcleos meores, e uma grade quatidade de eergia é liberada. ( ) s úcleos que podem sofrer fissão são deomiados fissioáveis, e etre eles estão isótopos de urâio. ( ) No reator de fissão, ocorre uma reação em cadeia sustetada por prótos produzidos a quebra do isótopo fissioável. Assiale a classificação correta, de cima para baixo. a) F, F, V. b) F, V, V. c) F, V, F. d) V, V, F. e) V, F, V. (V) Fissão uclear iduzida eergia úcleo maior úcleos meores (V) 235 U é fissioável (F) No reator de fissão, ocorre uma reação em cadeia sustetada por êutros produzidos a quebra do isótopo fissioável. 100