QUÍMICA A RADIOATIVIDADE. Conceito: A radioatividade consiste na emissão de partículas e energia por parte dos núcleos de alguns átomos instáveis.

Transcrição

1 Histórico: A RADIOATIVIDADE A radioatividade foi descoberta em 1895, ao acaso, pelo cientista francês Henri Becquerel, quando realizava experiências com sais de urânio. Em 1898, o casal Curie (Pierre e Marie) demonstrou que a radioatividade não era uma propriedade particular dos átomos de urânio, mas sim de muitos outros átomos, tendo isolado dois novos elementos, até então desconhecidos: Rádio e Polônio. Conceito: A radioatividade consiste na emissão de partículas e energia por parte dos núcleos de alguns átomos instáveis. Natureza das radiações: O cientista Rutherford demostrou através de um experimento bastante simples que as radiações emitidas podiam ser de três tipos: alfa, beta e gama. Tomando uma amostra radioativa numa câmara de chumbo provida de um orifício e fazendo um feixe radioativo que emergia do orifício passar através de um campo elétrico, ele notou que este feixe radioativo se dividia em três. Um deles desviado para o polo negativo e foi chamado de radiação alfa. Outro se dirigia para o polo positivo e foi chamado de radiação beta. Finalmente, o último não sofria desvio algum e foi chamado de radiação gama. 1. Radiação Alfa ( +2 4 ) São partículas constituídas por 2 prótons e 2 nêutrons, portanto, possuem carga +2 e massa 4, semelhantes a núcleos do elemento químico hélio. Apresentam velocidade de aproximadamente km/s e têm baixo poder de penetração. 2. Radiação Beta ( -1 0 ou -1 e 0 ) São também partículas: elétrons acelerados emitidos pelo núcleo. Possuem, portanto, carga elétrica -1 e massa desprezível. Como é sabido que o núcleo não possui elétrons, admite-se que as partículas beta sejam formadas a partir da decomposição de nêutrons instáveis. Um nêutron pode se decompor 59

2 em um próton, um elétron, uma partícula neutra e de massa cerca de 300 vezes menor que a do elétron, chamada neutrino, e energia. 0n p e ENERGIA A radiação beta tem velocidade próxima à da luz e um poder de penetração bem superior ao da radiação alfa. 3. Radiação Gama ( 0 0 ) São ondas eletromagnéticas de pequeno comprimento de onda, que normalmente acompanham as radiações alfa e beta. As radiações gama possuem elevado poder de penetração, podendo atravessar chapas de aço de até 28mm de espessura. LEIS DA RADIOATIVIDADE 1. Lei de Soddy: Quando um átomo emite uma partícula alfa, ele se transforma em outro de número atômico 2 unidades menor e número de massa 4 unidades menor. ZX A Z 2 Y A 4 Exemplos: 88Ra Rn U Ra 230 Isso ocorre porque a partícula alfa é constituída de 2 prótons e 2 nêutrons, como foi explicado anteriormente. Em sua emissão, será originado então um novo elemento que apresenta 2 prótons e 2 nêutrons a menos. Terá portanto número atômico com 2 unidades a menos (2 prótons emitidos) e massa com 4 unidades a menos (2 prótons + 2 nêutrons emitidos). 2. Lei de Soddy, Fajans e Russel: Quando um átomo emite uma partículas beta, ele se transforma em outro de mesmo número de massa, porém número atômico uma unidade superior. ZX A Z + 1 Y A Exemplos: 83Bi Po Th U

3 Isso ocorre porque na emissão de uma partícula beta um nêutron é emitido. Como ele é decomposto em 1 próton, que fica no núcleo, 1 elétron e 1 antineutrino, que são emitidos. Assim, o novo elemento deverá possuir um número atômico com 1 unidade a mais (1 próton formado que fica no núcleo) e sua massa não se altera (já que perdeu 1 nêutron mais obteve 1 próton). SÉRIES RADIOATIVAS: Através de trabalhos com urânio e thório, Soddy, fazendo uma sequência de reações químicas, conseguiu observou que esses elementos, durante o processo radioativo, originavam uma série de elementos intermediários. Assim, foi descoberta a existência de três séries radioativas naturais. Transmutação Natural É o processo de transformação espontânea e sucessiva de um elemento em outro, através da emissão de partículas alfa e beta, até atingir um isótopo estável do chumbo. Série do Urânio: 92U 238 Emissões sucessivas de e 82Pb

4 Série do Thório: 90Th 232 Emissões sucessivas de e 82Pb 208 Reações Nucleares Quando dois núcleos se movem um em direção ao outro e, apesar da repulsão coulombiana, se aproximam o suficiente para que haja interação entre as partículas de um com as partículas do outro pela força nuclear, pode ocorrer uma redistribuição de núcleons e diz-se que aconteceu uma reação nuclear. Usualmente, as reações nucleares são produzidas bombardeando-se um núcleo alvo com um projétil que pode ser algum tipo de partícula ou núcleo pequeno, de modo que a repulsão coulombiana não se torne um obstáculo muito grande. As reações que envolvem energias não muito grandes ocorrem em duas fases. Na primeira fase, o núcleo alvo e o projétil se agrupam, formando o que se chama de núcleo composto num estado altamente excitado. Na segunda fase, o núcleo composto decai por qualquer processo que não viole os princípios de conservação. Por exemplo, uma partícula α colide com um núcleo de nitrogênio He N 7 [ 18 F 9 ] 17 O H 1 Outras Partículas Importantes Além das partículas alfa e beta já vistas, é comum aparecerem nas equações nucleares as seguintes partículas, cuja representação usual damos abaixo: próton: 1 p 1 ou 1 H 1 nêutron: 0 n 1 dêuteron (núcleo de deutério): 1 D 2 ou 1 H 2 pósitron (elétron positivo): +1 e 0 ou

5 Transmutação Artificial É o processo de transformação de um elemento em outro provocada por um bombardeio nuclear, isto é, lançamento de partículas contra um núcleo de um átomo estável. A primeira transmutação artificial foi conseguida em 1919 por Rutherford, ao bombardear núcleos de nitrogênio com partículas alfa. 7N O p 1 Em 1934, James Chadwick descobriu os nêutrons ao bombardear átomos de berílio. 4Be C n 1 Desde então, muitas outras transmutações foram obtidas. Observe que numa reação nuclear: a soma das cargas das partículas do primeiro membro da equação é igual à soma das cargas das partículas no segundo membro. a soma dos números de massa das partículas do primeiro membro da equação é igual à soma dos números de massa das partículas do segundo membro. CINÉTICA DAS DESINTEGRAÇÕES RADIOATIVAS Na medida em que ocorre a emissão de partículas do núcleo de um elemento radioativo, ele está se desintegrando. A velocidade com que ocorrem essas desintegrações por unidade de tempo é denominada velocidade de desintegração radioativa. Essa reação é de primeira ordem e, nesse tipo de reação, à medida que transcorre um certo tempo, o número de núcleos radioativos se reduz à metade. Esse intervalo de tempo é denominado meia-via ou período de semidesintegração. Meia Vida é o tempo necessário para que metade dos núcleos radioativos se desintegrem, ou seja, para que uma amostra radioativa se reduza à metade. Exemplo: O tempo de meia-vida do isótopo 8 O 15 é de 2 minutos. Então, se tomarmos 200mg desse isótopo, em 2 minutos teremos apenas 100mg. Se decorrer mais 2 minutos, teremos 50mg, e assim sucessivamente. Obs.: O tempo de meia-vida não depende de temperatura e pressão, já que esses são processos nucleares. As curvas de decaimento sempre apresentam o mesmo aspecto, porém, as meias-vidas variam de bilhões de anos a frações de segundo. 63

6 Exemplo: Oxigênio 13 t ½ =8,7x10-3 segundos Urânio 238 t ½ = 4,5 bilhões de anos Fissão Nuclear É o processo de quebra de núcleos grandes em núcleos menores, liberando uma grande quantidade de energia. Um nêutron, ao atingir um núcleo de urânio, provoca sua quebra em dois núcleos menores e a liberação de mais nêutrons que, por sua vez, irão atingir outros núcleos e provocar novas quebras. É portanto uma reação em cadeia. Quando um átomo de urânio-235 sofre fissão, vários produtos podem se formar. Alguns exemplos são: 0n U Ba Kr n 1 64

7 35Br La n 1 Obs.: - Para que a reação ocorra em cadeia, liberando uma grande quantidade de energia em um tempo muito pequeno, é necessária uma quantidade mínima de material radioativo fissionável, denominada de massa crítica. - Essas descobertas desencadearam um esforço dos Estados Unidos no sentido de fabricar uma bomba que utilizasse a fissão nuclear num projeto secreto chamado de Projeto Manhattan. Nesse projeto participaram conceituados cientistas mundiais. Esse processo radioativo foi utilizado então nas bombas atômicas de Hiroshima e Nagasaki na 2 a Guerra Mundial, com morte imediata e posterior de 200 mil pessoas. Bomba de Hiroshima Bomba de Nagasaki - Lembrando que radionuclídeo tem seu próprio tempo de vida e características próprias para liberar partículas alfa, partículas beta e raios gama, essas emissões, quando atingem os seres vivos, podem causar danos nas informações genéticas das células do tecido vivo. Os danos dependem do poder de penetração, da intensidade da radiação incidente (energia contida na radiação) e do tipo de tecido vivo atingido. Além disso, seus efeitos podem durar anos em uma determinada região, dependendo do tempo de meia-vida do radionuclídeo. - Os efeitos ocorridos na explosão de uma bomba atômica são: 1 o - deslocamento de ar + raios gama (que são emitidos em todas as etapas) 2 o - calor bola de fogo maior 3 o - ondas de choque 4 o - formação de nuvem de poeira na forma de cogumelo 5 o - precipitação radioativa (chamada de chuva radioativa) Felizmente, a radioatividade foi ao longo do tempo sendo utilizada também para aplicações benéficas. Alguns exemplos são: - Determinação da idade de artefatos com o carbono 14 - Determinação dos volumes de hemácias e do volume total de sangue de um indivíduo, com o cromo 51 - Tratamento de câncer, com o cobalto 60 - Detecção da disfunção da tireoide e tratamento do câncer da tireoide, com o iodo Detecção da constrição e obstrução no sistema circulatório, com o sódio 24 - Imagem do cérebro, tireoide, fígado, rins, etc, com o tecnécio 99 (tomografia computadorizada) - Utilização de radioisótopos em agricultura, indústrias e na pesquisa científica - Usinas nucleares, para obtenção de energia elétrica 65

8 Reatores nucleares: O reator nuclear é um sistema onde a reação de fissão em cadeia é mantida sob controle e a energia liberada na fissão é usada como fonte de calor para ferver água, cujo vapor aciona uma turbina geradora, que produz eletricidade como numa usina termoelétrica convencional. As barras de controle, de grafite, servem para controlar a potência do reator. Quando elas são inseridas entre as barras de urânio, grande quantidade de nêutrons é absorvida, o que interrompe as reações em cadeia. Os perigos da radiação: O acidente de Chernobyl Em 26 de abril de 1986, explodiu um reator da central de Chernobyl que liberou uma nuvem radioativa contaminando pessoas, animais e o meio ambiente de uma vasta expansão da Europa. As causas do acidente foram falhas humanas e falhas no projeto do reator que explodiu. No início da madrugada do dia 26, estavam realizando testes aproveitando um desligamento de rotina para observar o funcionamento do reator com baixa energia. O reator apresentou instabilidade num curto período de tempo e, quando os técnicos tentaram desligar não conseguiram. Então o superaquecimento do reator fez com que houvesse uma explosão. A explosão arrebentou a laje do edifício e liberou sobre a atmosfera gases e partículas radioativas por mais dez dias. O acidente contaminou a Europa Central principalmente a Áustria e regiões dos Bálcãs, Itália, França, Reino Unido e Irlanda. Foram aproximadamente 200 mil quilômetros quadrados de solo europeu contaminado. O número de mortos ainda não é bem definido. Os sobreviventes do acidente enfrentam graves doenças sendo que a mais surgida é o câncer de tireoide que apresentou mais de quatro mil casos. A doença foi causada pela grande quantidade de iodo 131 liberado na explosão que ao ser ingerido ou inalado fica concentrado na glândula tireoide. Uma espécie de sarcófago de concreto e aço foi construída sobre o reator que explodiu a fim de isolar o material radioativo que ali se concentra. O acidente com o Césio-137 em Goiânia: 66

9 No dia 13 de setembro de 1987, em Goiânia, Goiás, a curiosidade de dois catadores de lixo, que vasculhavam as antigas instalações do Instituto Goiano de Radioterapia (também conhecido como Santa Casa de Misericórdia), no centro de Goiânia, os fez encontrar um aparelho de radioterapia, que eles removeram com a ajuda de um carrinho de mão e levaram o equipamento até a casa de um deles. Eles estavam interessados no que podiam ganhar vendendo as partes de metal e chumbo do aparelho em ferros-velho da cidade. No período da desmontagem da máquina, eles foram expostos ao ambiente 19,26 g de cloreto de césio- 137 (CsCl). Era um pó branco parecido com o sal de cozinha, porém no escuro brilhava com uma coloração azul. Após cinco dias, a peça foi vendida a um proprietário de um ferro-velho, o qual se encantou com o brilho azul emitido pela substância. Após receber visitas em sua casa para verem o material brilhando, amostras desse material radioativo foram espalhadas pelos arredores. Os primeiros sintomas da contaminação (vômitos, náuseas, diarreia e tonturas) surgiram algumas horas após o contato com a substância, o que levou um grande número de pessoas a procura hospitais e farmácias, sendo medicadas apenas como pessoas portadoras de uma doença contagiosa. Mas tarde descobriu-se de que se tratava na verdade de sintomas de uma Síndrome Aguda de Radiação. Somente no dia 29 de setembro de 1987 é que os sintomas foram qualificados como contaminação radioativa, após a esposa do dono do ferro-velho ter levado parte da máquina de radioterapia até a sede da Vigilância Sanitária e detectarem a gravidade da situação. Uma das primeiras medidas foi separar todas as roupas das pessoas expostas ao material radioativo, lavá-las com água e sabão para a descontaminação externa. Após esta medida, as pessoas tomaram um quelante (substância que elimina os efeitos da radiação, denominado de azul da Prússia ). Com ele, as partículas de césio saem do organismo através da urina e das fezes. Cerca de um mês após o acidente quatro pessoas vieram a óbito, a menina Leide das Neves, Maria Gabriela e dois funcionários do ferro-velho e cerca de 400 pessoas ficaram contaminadas. Após o acidente cerca de 60 pessoas morreram vítimas da contaminação com o material radioativo, entre eles funcionários que realizaram a limpeza do local. No ano de 1996, a Justiça julgou e condenou por homicídio culposo (quando não há intenção de matar) três sócios e funcionários do antigo Instituto Goiano de Radioterapia (Santa Casa de Misericórdia) a três anos e dois meses de prisão, pena que foi substituída por prestação de serviços. Fusão Nuclear É a junção de núcleos pequenos formando núcleos maiores e liberando uma quantidade muito grande de energia. No Sol, bem como em outras estrelas, está ocorrendo o processo denominado "fusão nuclear". Para ocorrer fusão nuclear é necessária uma temperatura muito elevada, pelo menos da ordem de 10 milhões de graus Celsius, que é a energia de ativação. O Sol é uma imensa bola de hidrogênio onde a temperatura é suficiente para que ocorra a fusão de átomos de hidrogênio, formando átomos mais pesados e liberando a energia que chega até nós na forma de luz e calor. Uma das reações que acontecem no Sol é: 1H H 3 2 He n 1 + Energia Assim como na fissão nuclear, infelizmente, a fusão nuclear também foi utilizada como princípio para construção de bombas, como a bomba de hidrogênio, que possui um efeito destrutivo muito maior que a bomba atômica, já que essa é utilizada como energia de ativação para iniciar o processo de fusão dos isótopos do hidrogênio. ANOTAÇÕES 67

10 EXERCÍCIOS: 01. (FEI/SP) Um átomo X, de número atômico 92 e número de massa 238, emite uma partícula alfa, transformando-se num átomo Y, o qual emite uma partícula beta, produzindo um átomo Z. Então: a) os átomos Y e X são isótopos. b) os átomos X e Z são isótonos. c) os átomos X e Y são isóbaros. d) o átomo Z possui 143 nêutrons. e) o átomo Y possui 92 prótons. 02. (Cesgranrio/RJ) A partir da década de 40, quando McMillan e Seaborg obtiveram em laboratório os primeiros elementos transurânicos (Z > 92), o urânio natural foi usado algumas vezes para obter tais elementos. Para tanto, ele era bombardeado com núcleos de elementos leves. Na obtenção do Plutônio, do Califórnio e do Férmio as transmutações ocorreram da forma a seguir: U 2 He Pu U 6 C Cf U 8 O Fm 100 A B C 1 n 0 1 n 0 1 n 0 Sendo assim, os valores de A, B e C que indicam as quantidades de nêutrons obtidas são, respectivamente: a) 1, 4 e 5. d) 3, 4 e 5. b) 1, 5 e 4. e) 3, 5 e 4. c) 2, 4 e (VUNESP/SP) No processo de desintegração natural de 92 U, pela emissão sucessiva de 226 partículas alfa e beta, forma-se o 88 Ra. Os números de partículas alfa e beta emitidas neste processo são, respectivamente: a) 1 e 1. d) 3 e 2. b) 2 e 2. e) 3 e 3. c) 2 e (Cesgranrio/RJ) Após algumas desintegrações sucessivas, o 90 Th, muito encontrado na orla 208 marítima de Guarapari (ES), se transforma no 82 Pb O número de partículas α e β emitidas nessa transformação foi, respectivamente, de: a) 6 e 4. d) 4 e 6. b) 6 e 5. e) 3 e 3. c) 5 e (U.F. Uberlândia/MG) O composto responsável pela contaminação radioativa ocorrida em Goiânia, em 1987, contém um radioisótopo do césio, o qual sofre uma transformação nuclear espontânea emitindo raios gama. Essa reação nuclear ocorre porque os núcleos desse isótopo de césio são: a) pesados. d) fissionados pela radiação ambiente. b) instáveis. e) facilmente ionizáveis. 68

11 c) fosforescentes. 06. (VUNESP/SP) Uma amostra radioativa de potássio (Z = 19 e A = 40) foi colocada em um bloco de chumbo com uma abertura. O feixe de radiações produzido pela amostra atravessou perpendicularmente um campo elétrico entre duas placas metálicas. Observou-se que houve separação do feixe sendo que parte foi atraída para a placa carregada positivamente e parte não sofreu desvio. Baseando-se nesses resultados, os produtos dessa desintegração radioativa são: a) Ar (Z = 18; A = 36) + α + β d) Ca (Z = 20; A = 40) + β + γ b) Ar (Z = 18; A = 40) + α + γ e) Ca (Z = 20; A = 44) + α + β c) Cl (Z = 17; A = 36) + α + γ (FUVEST/SP) Quais as semelhanças e diferenças entre os isótopos de césio Cs Cs (radioativo), com relação ao número de prótons, nêutrons e elétrons? 55 (estável) e 08. (VUNESP/SP) O acidente do reator nuclear de Chernobyl, em 1986, lançou para a atmosfera 90 grande quantidade de 38 Sr radioativo, cuja meia-vida é de 28 anos. Supondo ser este isótopo a única contaminação radioativa e sabendo que o local poderá ser considerado seguro quando a quantidade 90 de 38 Sr se reduzir, por desintegração, a 1/16 da quantidade inicialmente presente, o local poderá ser habitado novamente a partir do ano de: a) 2014 d) 2986 b) 2098 e) 3000 c) (PUCCamp/SP) Protestos de várias entidades ecológicas têm alertado sobre os danos ambientais causados pelas experiências nucleares francesas no Atol de Mururoa. Isótopos radioativos prejudiciais aos seres vivos, como 90 Sr, formam o chamado lixo nuclear desses experimentos. Quantos anos são necessários para que uma amostra de 90 Sr, lançada no ar, se reduza a 25% da massa inicial? Dado: meia-vida do 90 Sr = 28,5 anos. a) 28,5 d) 99,7 b) 57,0 e) 114 c) 85,5 10. (FESP/SP) Bomba de Cobalto é um aparelho muito usado na radioterapia para tratamento de pacientes, especialmente portadores de câncer. O material radioativo usado nesse aparelho é o Co, com um período de meia-vida de aproximadamente 5 anos. Admita que a bomba de cobalto foi danificada e o material radioativo exposto à população. Após 25 anos a atividade desse elemento ainda se faz sentir num percentual, em relação à massa inicial, de: a) 3,125% d) 60% b) 6% e) 31,25% c) 0,31% 11. (VUNESP/SP) Uma das etapas do decaimento natural do plutônio envolve a passagem de rádio (Ra: Z = 88, A = 225) para actínio (Ac: Z = 89, A = 225). Esse processo ocorre com tempo de meia-vida de 15 dias. Pede-se: 69

12 a) Escrever a reação nuclear balanceada para o processo de desintegração, fornecendo o nome da partícula emitida. Os núcleos de rádio e actínio que participam desta reação são isótopos, isóbaros ou isótonos? Justificar. b) Calcular o tempo necessário para que uma massa inicial de 1 mg do núcleo de rádio se reduza a 0,125 mg por meio do processo de desintegração indicado. 12. (FUVEST/SP) O decaimento radioativo de uma amostra de Sr-90 está representado no gráfico a seguir. Partindo-se de uma amostra de 40,0 g, após quantos anos, aproximadamente, restarão apenas 5,0 g de Sr-90? a) 15 b) 54 c) 84 d) 100 e) (UFRGS) Partículas alfa, partículas beta e raios gama podem ser emitidos por átomos radioativos. As partículas alfa são íons de hélio carregados positivamente. As partículas beta são elétrons. Os raios gama são ondas eletromagnéticas de frequência muito alta. Na desintegração de 88 Ra 226 resultando na formação de um núcleo 86 Rn 222, pode-se inferir que houve a emissão a) apenas de raios gama. b) de uma partícula alfa. c) de uma partícula beta. d) de duas partículas beta e duas partículas alfa. e) de raios gama e de duas partículas beta. 14. (UFRGS) Num reator, núcleos de U 235 capturam nêutrons e então sofrem um processo de fragmentação em núcleos mais leves, liberando energia e emitindo nêutrons. Este processo é conhecido como a) fusão. d) reação termonuclear. b) fissão. e) aniquilação. c) espalhamento. 15. (UFRS 2001). Assinale a alternativa que preenche corretamente a lacuna do parágrafo abaixo. O Sol é a grande fonte de energia para toda a vida na Terra. Durante muito tempo, a origem da energia irradiada pelo Sol foi um mistério para a humanidade. Hoje, as modernas teorias de evolução das estrelas nos dizem que a energia irradiada pelo Sol provém de processos de... que ocorrem no seu interior, envolvendo núcleos de elementos leves. a) espalhamento d) fotossíntese b) fusão nuclear e) combustão c) fissão nuclear 70

13 16. (Puc PR) No decaimento radioativo do 234 Th 90, há emissão de 4 partículas alfa e 3 partículas ß até atingir o isótopo Z At A onde Z e A são, respectivamente: a) 82 ; 218 d) 82 ; 230 b) 85 ; 218 e) 80 ; 226 c) 85 ; (Faap SP) Sabendo que o átomo de 92 U 235 emite três partículas alfa e duas partículas beta, determine o número atômico e o número de massa do átomo do elemento resultante. 18. (Unip SP) Um isótopo de iodo radioativo é muito usado para diagnóstico de doenças de glândula tireoide. Partindo-se de 1g desse isótopo, após 24 dias sobra 1/8g do mesmo. Qual é a meia-vida desse isótopo? a) 24 dias d) 16 dias b) 8 dias e) 4 dias c) 12 dias 19. (Fuvest SP/1ªF) Em 1995, o elemento de número atômico 111 foi sintetizado pela transformação nuclear: Ni 83Bi 111Rg nêutron Esse novo elemento, representado por Rg, é instável. Sofre o decaimento: Rg 109Mt 107Bh 105Db 103Lr Nesse decaimento, liberam-se apenas Md a) nêutrons. d) partículas. b) prótons. e) partículas. c) partículas e partículas. 20. Quando o núcleo de Plutônio 239 é bombardeado com partícula alfa ( ), ocorre a emissão de um nêutron, conforme a reação: 94Pu He 4 Z X A + 0 n 1 energia A espécie química formada nessa reação nuclear pode ser representada por: a) 96 X 242 d) 96 X 243 b) 92 X 243 e) 96 X 235 c) 92 X (Vunesp SP) O Tecnécio-99, um isótopo radioativo utilizado em Medicina, é produzido a partir do Molibidênio, segundo o processo esquematizado a seguir: 42Mo Tc 99 + partícula X t 1/2 = 6,0h produto Y + radiação Define-se t 1/2 (tempo de meia-vida) como o tempo necessário para que ocorra desintegração de metade do total de átomos radioativos inicialmente presentes. 71

14 É correto afirmar que: a) X é uma partícula alfa b) X é uma partícula beta c) ao final de 12 horas, toda a massa de 43 Tc 99 é transformada em produto Y d) ao final de 12 horas, restam 72% da quantidade inicial de 43 Tc 99 e) o produto final Y é um isótopo do elemento de número atômico (UFPR PR/1992) O elemento radioativo 55 Cs 137, responsável pelo acidente que ocorreu em Goiânia, é um emissor de partículas beta negativo e sua meia-vida é de aproximadamente 30 anos. Assinale as alternativas corretas: (01) as partículas beta negativos são mais pesados que as partículas alfa. (02) o 55 Cs 137 é radioativo porque tem 137 nêutrons. (04) o 55 Cs 137 se transforma em átomo de bário após emitir uma partícula beta negativo. (08) após 30 anos, todos os átomos de 55 Cs 137 terão se desintegrado. (16) a emissão de uma partícula beta negativo transforma o 55 Cs 137 em um de seus isótopos. (32) dada uma amostra de 55 Cs 137, após 30 anos, a metade dos átomos dessa amostra terá se desintegrado. GABARITO: 01) D 02) E 03) D 04) A 05) B 06) D 07) Mesmo número de prótons (55); Mesmo número de elétrons (55) Diferentes números de nêutrons: 78 e 82, respectivamente. 08) B 09) B 10) A 11) a) 88 Ra Ac β, sendo a 89-1 partícula emitida, uma partícula beta. Os elementos Ra e Ac são isóbaros, pois apresentam o mesmo número de massa (A). b) 45 dias. 12) C 13) B 14) B 15) B 16) B 17) A = 223; Z = 88 18) B 19) E 20) A 21) B 22) = 36 72

15 LIGAÇÕES S As ligações químicas são forças que mantêm unidos os átomos, íons ou moléculas. ESTABILIDADE DOS GASES NOBRES É importante ressaltar que os átomos em geral não são estáveis no estado fundamental e por isso eles não existem isoladamente na forma atômica. Exclusivamente, os gases nobres são elementos muito estáveis. Observando a configuração desses elementos que possuem a última camada completa, concluímos que os demais elementos químicos, para ficarem estáveis, devem adquirir uma configuração igual à dos gases nobres através de ligações químicas. REGRA DO OCTETO Os átomos dos diferentes elementos ligam-se uns aos outros, doando, recebendo ou compartilhando elétrons, na tentativa de adquirir uma configuração eletrônica igual à de um gás nobre(estável), ou seja, 8 elétrons na camada de valência, ou então, 2 elétrons se a camada de valência for a primeira (K). É importante ressaltar também que isso se aplica muito bem aos elementos representativos, mas nem sempre aos elementos de transição. LIGAÇÃO IÔNICA OU ELETROVALENTE Define-se pela transferência de elétrons entre átomos com formação de íons que se mantêm unidos por força eletrostática. Ex.: Na e Cl Na Z=11, logo, a sua distribuição eletrônica é: 2, 8, 1 Cl Z=17, logo, a sua distribuição eletrônica é: 2, 8,7 Para demonstrar a ligação química representaremos apenas a última camada, pois é nela que ocorre a ligação. +1 Na Cl -1 elétron transferido Fórmula Eletrônica ou de Lewis NaCl Massa Fórmula A ligação iônica ocorre entre elementos que possuem grande diferença de eletronegatividade, geralmente entre metais e ametais. Além disso, Pauling observou que para ocorrer ligação iônica, deve haver uma diferença de eletronegatividade entre os átomos da ligação maior que 1,7. Conhecendo a camada de valência do átomo, podemos prever a carga adquirida pelo íon na ligação iônica. E com isso, fazer a massa fórmula: GRUPO CARGA EXEMPLO 1A +1 Na 1+ 2A +2 Ca 2+ 3A +3 Al 3+ 5A -3 N 3-6A -2 S 2-7A -1 F 1-73

16 EXEMPLO: Na +1 O 2 Na 2 O CARACTERÍSTICAS DOS COMPOSTOS IÔNICOS - Possuem pelo menos 1 ligação iônica São sólidos cristalinos nas condições ambientes OBS.: Observe que o cátion fica menor que seu átomo de origem e seu ânion fica maior que seu átomo de origem. Isso pode ser aplicado a qualquer cátion e qualquer ânion quando relacionamos esses com seus átomos de origem. Altos pontos de fusão e ebulição. Conduzem corrente elétrica quando fundidos ou em solução aquosa. LEMBRETE! Isoeletrônicos são espécies com o mesmo número de elétrons, e quanto maior o número de prótons, menor o raio. EXEMPLO: Colocar em ordem crescente de raio as espécies isoeletrônicas abaixo: Ca 2+, Cl 1-, K 1+, Ar EXERCÍCIO Fazer a massa fórmula e a fórmula eletrônica dos compostos abaixo formados pela união dos seguintes átomos: a) Ca e Br b) Li e S c) Ba e O d) K e F 74

17 TESTES 75

18 76

19 77

20 78

21 LIGAÇÃO COVALENTE OU MOLECULAR Caracteriza-se pelo compartilhamento de pares de elétrons entre seus átomos, numa região denominada orbital molecular. LIGAÇÃO COVALENTE NORMAL OU SIMPLES - Quando o par eletrônico compartilhado é formado por um elétron de cada um dos átomos ligantes. Exemplo: H 2 O H grupo 1 A: 1 elétron de valência O grupo 6 A: 6 elétrons de valência H X O H X O se tornou estável se tornou estável X H se tornou estável Fórmula eletrônica: H X O Fórmula estrutural: H O X H H Fórmula molecular: H 2 O 79

22 LIGAÇÃO COVALENTE DATIVA OU COORDENADA O par de elétrons compartilhado provém de um só átomo. Só ocorre quando não existir mais possibilidade de ligações covalentes normais (pois os elementos já estão estáveis) e existir par de elétrons livres. Exemplo: O 3 : Oxigênio - Grupo 6 A, 6 elétrons de valência O O O necessita de 2 elétrons (1 par) ambos já estáveis O O O compartilhamento de 1 par de elétrons proveniente de um mesmo átomo: ligação covalente dativa Fórmula eletrônica: O O O Fórmula estrutural: O = O O Fórmula molecular: O 3 80

23 O número de ligações covalentes pode ser previsto pela tabela periódica: GRUPO LIGAÇÕES NORMAIS LIGAÇÕES DATIVAS 4A 4 0 5A 3 1 6A 2 2 7A 1 3 CARACTERÍSTICAS DOS COMPOSTOS MOLECULARES - Possuem apenas ligações covalentes São sólidos, líquidos ou gases de baixo ponto de fusão e ebulição em relação aos compostos iônicos. Não conduzem corrente elétrica quando puros A GEOMETRIA MOLECULAR A determinação da geometria molecular é importante para o estudo das ligações intermoleculares e daí para discussão das propriedades físicas. A geometria molecular tem por base a teoria da repulsão dos pares de elétron. TEORIA DA REPULSÃO DOS PARES DE ELÉTRONS: No átomo central da molécula, os pares de elétrons, ligantes ou não ligantes, sofrem repulsão. Isso faz com que os átomos constituintes de uma molécula adquiram uma disposição no espaço que lembram estruturas geométricas. Observações: - Elétrons Ligantes: são aqueles que fazem parte de uma ligação covalente - Elétrons não ligantes: são aqueles que não fazem parte de uma ligação covalente - Os elétrons que contribuem para a geometria das moléculas são os que fazem parte da camada de valência do átomo central da molécula. Tipo de molécula Átomo Central (camada de valência) Ângulos entre os pares de elétrons (ligantes ou não ligantes Geometria AX (HF, HI, HCl, etc) Linear AX 2 ou A 2 X (CO 2, H 2 0, BeH 2 etc ) se não existir par de elétrons não ligantes 180º Linear se existir par de elétrons não ligantes 105 Angular AX 3 ou A 3 X(NH 3, BH 3, PH 3 ) se não existir par de elétrons não ligantes se existir par de elétrons não ligantes 120º Trigonal Planar 107 Piramidal AX 4 (CH 4, CCl 4,etc) _ 109º Tetraédrica 81

24 POLARIDADE DAS LIGAÇÕES COVALENTES Átomos de elementos diferentes Átomos do mesmo elemento Ligação covalente polar Exemplo: H Cl Ligação covalente apolar Exemplo: H H POLARIDADE DAS MOLÉCULAS: Uma molécula será apolar quando possuir apenas ligações apolares ou quando os vetores de polarização tiverem uma resultante igual a zero, ou seja, se anularem. (Exceção: O 3 ) Uma molécula será polar quando os vetores de polarização tiverem uma resultante diferente de zero, ou seja, não se anularem. Exemplos: O = C = O Vetor Resultante ( r ) = 0 (se anulam) r H O H Vetor Resultante ( r ) 0 (não se anulam) REGRA DE SOLUBILIDADE: SEMELHANTE DISSOLVE SEMELHANTE A LIGAÇÃO METÁLICA: Ocorre a formação de uma nuvem ou mar de elétrons entre os átomos/íons de metais ligantes, causada pela facilidade dos metais em perder elétrons. Isso faz com que as ligas metálicas sejam sólidas à temperatura ambiente, dúcteis e maleáveis, com altos pontos de fusão, e boas condutoras de eletricidade mesmo no estado sólido. 82

25 TESTES 83

26 84

27 85

28 86

29 87

30 88

31 LIGAÇÕES OU FORÇAS INTERMOLECULARES 89

32 Força de Van der Waals ou dipolo instantâneo-dipolo induzido - São forças que ocorrem entre moléculas apolares ou entre moléculas de gases nobres indução Deslocalização da nuvem eletrônica Dipolo permanente-dipolo permanente ou dipolo-dipolo - São responsáveis pela atração existente entre as moléculas polares. Ligações de Hidrogênio - São forças de atração de natureza elétrica, do tipo dipolo permanente, porém bem mais intensas. Ocorrem quando a molécula possui hidrogênio ligado a elemento muito eletronegativo, como por exemplo F, O, N. Ex.: H 2 O PONTO DE FUSÃO E PONTO DE EBULIÇÃO: Quanto mais forte for a interação intermolecular, ou o tamanho das moléculas, mais difícil de separar as moléculas (maior energia necessária) e maior o ponto de fusão ou ebulição. Exemplo: Colocar em ordem crescente de pontos de ebulição os compostos: H 2 O, KCl, CH 4, HCl. 90

33 TESTES 91

34 92

35 93

36 94

37 GABARITO 95

38 NÚMERO DE OXIDAÇÃO Número de oxidação (NOX) é a carga real ou relativa de um elemento em um composto. Nox Ex: +1-2 H 2 O ELEMENTOS QUE POSSUEM NOX FIXO Família 1A Possuem nox = +1 Família 2A Possuem nox = +2 Alumínio (Al) Possui nox = +3 Prata (Ag) Possui nox = +1 Zinco (Zn) Possui nox = +2 Flúor (F) Possui nox = -1 ELEMENTOS QUE VARIAM O NOX Existem muitos elementos que sofrem variação no nox, dentre eles destacamos: Ferro (Fe) possui nox +2 ou +3 Cobre (Cu) possui nox +1 ou +2 Estanho (Sn) possui nox +2 ou +4 Chumbo (Pb) possui nox +2 ou +4 Dentre os elementos que variam o nox os mais importantes são: Hidrogênio (H) Possui nox = +1 (95% dos casos) Possui nox = 1 (com metais) Oxigênio (O) Possui nox = -2 (99% dos casos) Possui nox = -1 (peróxidos) Possui nox = -1/2 (superóxidos) Possui nox = +2 (fluoretos) Obs.: Nox de alguns radicais OH - nox = - 1 CN - nox = - 1 NH 4 nox = + 1 VARIAÇÃO DO NOX NAS FAMÍLIAS Família Maior nox Menor nox 4A A A A

39 REGRAS PARA O CÁLCULO DO NOX Nas moléculas, a soma algébrica dos números de oxidação é sempre zero. Nas substâncias simples, o nox do elemento é sempre igual a zero. Nos íons simples, o nox é igual à carga do íon. Nos íons formados por mais de um átomo, a soma algébrica dos números de oxidação dos elementos é igual à carga de íon. Obs.: Quando os elementos não tiverem nox conhecidos, deve-se colocar o menor nox possível no elemento mais eletronegativo (da direita) TREINAMENTO DE SALA 01. Calcule o nox dos elementos abaixo: a) H 2 SO 4 l) FeCl 2 b) HNO 3 m) MnO 4 c) Ca 3 (PO 4 ) 2 n) SO 2 4 d) BaClO 2 o) NO 2 e) KH p) S 8 f) Na 2 O 2 q) Na g) CaO 4 r) N 2 h) H 2 O 2 s) Li + i) Cu 2 S t) Te = j) Pb 3 N 4 u) Cr

40 REAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO Reações de oxirredução são aquelas em que há transferência de elétrons entre as espécies reagentes, com consequentes variações dos números de oxidação dos elementos. REAÇÃO FENÔMENO EQUAÇÃO REPRESENTAÇÃO DO FENÔMENO Ex: 4Fe + 3O 2 2 Fe 2O 3 Ferro Oxigênio Ferrugem 1º membro 2º membro Reagentes Produtos Reagem Formam Muitas são reações nas quais há variação do número de oxidação dos elementos; tais reações são denominadas reação de óxido-redução, oxirredução ou redox. Resumindo, temos: Espécie que se oxida perde elétrons aumenta o Nox é agente redutor Espécie que se reduz ganha elétrons diminui o Nox é agente oxidante Agente Oxidante é a substância que contém o elemento que foi reduzido e pertence ao 1 o membro. Agente Redutor é a substância que contém o elemento que foi oxidado e pertence ao 1 o membro. TREINAMENTO DE SALA 01. Responda as perguntas abaixo de acordo com as equações apresentadas. 1. S + HNO 3 NO 2 + H 2 O + H 2 SO 4 a) Qual espécie química sofreu oxidação? b) Qual espécie química sofreu redução? c) Qual espécie química é o agente oxidante? d) Qual espécie química é o agente redutor? 98

41 2. As + NaClO + H 2 O H 3 AsO 4 + NaCl a) Qual espécie química sofreu oxidação? b) Qual espécie química sofreu redução? c) Qual espécie química é o agente oxidante? d) Qual espécie química é o agente redutor? 3. HI + H 2 SO 4 H 2 S + I 2 + H 2 O a) Qual espécie química sofreu oxidação? b) Qual espécie química sofreu redução? c) Qual espécie química é o agente oxidante? d) Qual espécie química é o agente redutor? 4. Cr 2 O 7 + Cl - + H + Cr H 2 O + Cl 2 a) Qual espécie química sofreu oxidação? b) Qual espécie química sofreu redução? c) Qual espécie química é o agente oxidante? d) Qual espécie química é o agente redutor? 99

42 LEITURA COMPLEMENTAR O BAFÔMETRO É um aparelho usado pelos policiais para analisar o nível alcoólico de alguns motoristas suspeitos de embriaguez. O motorista deve soprar com força no canudinho, que conduzirá o ar de seus pulmões para um analisador contendo uma solução ácida de dicromato de potássio. O álcool presente no bafo é convertido em ácido acético conforme mostra a equação de óxido-redução abaixo: 3CH 3 CH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 amarelo-alaranjado 3CH 3 COOH + 2Cr 2 (SO 4 ) 3 + 2K 2 SO H 2 O verde Nesta reação o etanol é oxidado a ácido acético e o cromo, inicialmente amarelo-alaranjado devido ao íon cromato é reduzido ao íon crômico de cor verde. Medindo a intensidade dessa mudança de cor (que é feita por um medidor contido no aparelho) é possível determinar o nível de álcool no sangue do motorista. O limite máximo permitido no Brasil é 0,6g de álcool por litro de sangue. Ácido ascórbico: uma vitamina essencial! O ácido ascórbico a conhecida vitamina C passou a ser amplamente empregado como suplemento nutricional a partir da década de A indicação vinha de Linus Pauling, que lançou o conceito da Medicina ortomolecular: uma especialidade que procura tratar e prevenir doenças intervindo quimicamente nas moléculas das células. Segundo os pesquisadores, as doenças e o envelhecimento seriam causados moléculas desequilibradas (com número ímpar de elétrons em sua órbita), chamadas de radicais livres ou oxidantes (por serem responsáveis pela oxidação das células, o que acelera seu processo de envelhecimento) Entre as substâncias eleitas pela Medicina ortomolecular como essenciais à promoção da qualidade de vida, merece destaque a vitamina C. A nutricionista Midori Ishii, da Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo (USP), explica: "O ácido ascórbico é essencial à saúde do ser humano. Metabolizado intestino delgado, ele desempenha papel fundamental no desenvolvimento e na regeneração de músculos ossos, dentes e pele, na formação do colágeno (substância proteica que une as células), na regulação da temperatura corporal, na produção de diversos hormônios e no metabolismo em geral. Esse ácido neutraliza as nitrosaminas, substâncias cancerígenas formadas a partir de nitritos e nitratos, que são usados conservantes em alimentos, como salames e carnes defumadas". Mamão, laranja, limão, goiaba, caju, morango e manga são frutas ricas em vitamina C, mas a acerola é a campeã, com 4676 mg/100 g. Química Série Brasil Vol. Único-Sardella e Falcone Ed. Ática pág ª Ed Como detectar o ácido ascórbico? Colocando-se gotas de tintura de iodo em uma mistura de água e farinha de trigo ou amido de milho. provoca-se no meio uma coloração azul intensa (forma-se um complexo de iodo com amido). Graças a sua bem conhecida propriedade antioxidante, o ácido ascórbico promove a redução do iodo a iodeto, desaparecendo a cor azul. Dessa forma, misturando-se o alimento com a mistura azul de iodo e amido, quanto mais ácido ascórbico esse alimento contiver, mais rapidamente a cor azul da mistura amilácea de iodo desaparecerá. A equação que descreve a redução do iodo é: C 6 H 8 O 6 + I 2 C 6 H 6 O 6 + 2HI Química Série Brasil Vol. Único-Sardella e Falcone Ed. Ática pág ª Ed Antioxidante Lendo a composição de todos os produtos que consome, você verá que, em boa parte deles, há esta informação: "antioxidante ácido ascórbico". O ácido ascórbico (vitamina C) apresenta comportamento químico fortemente redutor e, assim, no nosso organismo, ele atua em uma função protetora como antioxidante na: acumulação de ferro em medula óssea, baço e fígado; produção de colágeno (proteína do tecido conjuntivo); manutenção da resistência a doenças bacterianas e virais; formação de ossos e dentes; 100

43 manutenção dos capilares sanguíneos, entre outras. Da mesma forma, adicionado a um produto, ele atua como protetor, pois evita sua oxidação e degeneração. Alia-se a isso o fato de o ácido ascórbico ser necessário ao organismo, pois sua deficiência provoca, entre outras, uma doença caracterizada por mudanças patológicas nos dentes e gengivas chamada escorbuto. No reino vegetal, encontra-se o ácido ascórbico em vegetais folhosos (brócolis, couve, nabo, etc.), em legumes (pimentão amarelo e verde) e frutas (acerola, caju, goiaba, manga, laranja, etc.). VESTIBULARES DA BAHIA 01. (UCSal) Na atmosfera de cidades poluídas, certos óxidos de nitrogênio emitidos por fontes poluidoras interagem com espécies presentes no ar. Em uma dessas interações, um óxido em que o nitrogênio apresenta-se com número de oxidação +2 transforma-se em um óxido em que o nitrogênio apresenta-se com número de oxidação +4. Tal transformação pode ser do a) N 2 O em NO b) NO em N 2 O 4 c) N 2 O em N 2 O 4 d) NO 2 em N 2 O 4 e) NO em N 2 O 02. (UCSal) O nome atualmente aceito para o gás hilariante é monóxido de dinitrogênio (N 2 O), óxido no qual o nitrogênio apresenta-se com número de oxidação a) 2 b) 1 c) 0 d) +1 e) (UNEB) Nas espécies químicas HBrO 3, I 2 O 5 e F 2, os halogênios têm, respectivamente, números de oxidação: a) +3, +2 e zero b) +5, +5 e zero c) +5, +6 e 1 d) +7, +5 e zero e) +7, +7 e (UESC) A formação de chuva ácida ocorre devido aos processos químicos abaixo equacionados: SO 2 + 1/2O 2(g) SO 3 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 Os combustíveis derivados do petróleo (gasolina, querosene, óleo diesel) contêm enxofre em sua composição. Na sua queima é lançado SO 2 no ar. Somente em uma das equações acima os números de oxidação do enxofre e do oxigênio variam, respectivamente: a) de +6 para +5 e de 2 para 8 b) de +4 para +6 e de 0(zero) para 2 c) de +4 para +6 e de +1 para 2 d) de +6 para +4 e de 2 para 6 e) de +4 para +6 e de +2 para (UEFS) I. NaCl ( ) 7 II. NaClO 4 ( ) 1 III. NaClO ( ) 3 IV. NaClO 2 ( ) 5 V. NaClO 3 ( )

44 Associando-se o átomo de cloro ao seu respectivo número de oxidação, a coluna da direita, preenchida de cima para baixo, deve ter a sequência: a) I, II, III, IV, V b) II, III, IV, V, I c) III, IV, V, I, II d) IV, V, I, II, III e) V, I, II, III, IV 06. (UEFS) I B, Al, Ga ( ) +1 II Ti, Pb, Si ( ) +2 III Cl, Br, I ( ) +3 IV Cs, Fr, Cl ( ) +4 V Fe, Co, Ni ( ) +5 Associando-se cada grupo de elemento químico a seu número de oxidação, a coluna da direita, preenchida de cima para baixo, deve apresentar a sequência: a) I, II, III, IV, V b) II, III, IV, V, I c) III, IV, V, I, II d) IV, V, I, II, III e) V, I, II, III, IV 07. (UEFS) Considere-se a reação: Pode-se afirmar que: Zn + PbSO 4 ZnSO 4 + Pb a) Zn sofre oxidação; portanto, é agente oxidante. b) Zn sofre redução; portanto, é agente redutor. c) Pb sofre redução; portanto, é agente oxidante. d) Pb sofre oxidação; portanto, é agente redutor. e) Zn é agente oxidante e Pb é agente redutor. 08. (UEFS) 4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2 O Pode-se afirmar que nessa reação de oxirredução: a) a amônia é redutora b) o oxigênio é redutor c) a água é oxidante d) a água é redutora e) o monóxido de nitrogênio é oxidante. 09. (UEFS) Numa equação de oxirredução, o agente redutor é a substância que contém: a) o elemento que sofreu oxidação b) o elemento que sofreu redução c) o maior grau de acidez d) o menor grau de acidez e) a menor quantidade de oxigênio 102

45 10. (UEFS) K 2 Cr 2 O 7 +H 2 O 2 +H 3 PO 4 K 3 PO 4 + CrPO 4 +H 2 O +O 2 Na reação acima, o elemento que sofreu redução é o: a) potássio b) cromo c) oxigênio d) hidrogênio e) fósforo 11. (UEFS) Assinale a alternativa que mostra uma reação onde não ocorre oxirredução. a) 3Cl 2(g) + 6OH - (aq) 5Cl - (aq) + ClO 3 - (aq) + 3H 2 O (l) b) 2HNO 3(aq) + 3H 2 S (aq) 2NO (g) + 3S (s) + 6H 2 O (l) c) (C)20HNO 3(aq) +3P 4(s) +8H 2 O (l) 12H 3 PO 4(aq) + 20NO (g) d) H 2(g) + Cl 2(g) 2HCl (g) e) 3HNO 3(aq) + Al(OH) 3(aq) Al(NO 3 ) 3(aq) + 3H 2 O (l) 12. (UCSal) Na reação, não balanceada, representada por Cr 3+ (I - ) 3 + K + OH - + Cl 2 (K + ) 2 CrO K+ Cl - + H 2 O No sentido indicado, pode-se afirmar que SOMENTE a) I - sofreu oxidação b) Cr +3 sofreu oxidação c) OH - sofreu oxidação d) OH - e Cl 2 sofreram oxidação e) Cr +3 e I - sofreram oxidação INSTRUÇÃO: Para responder a questão 13, identifique as alternativas verdadeiras e marque, o número correspondente à alternativa correta, considerando o seguinte código: 01) apenas as afirmativas I e III são verdadeiras. 02) apenas as afirmativas II, III e V são verdadeiras. 03) apenas as afirmativas II, IV e V são verdadeiras. 04) apenas as afirmativas I, II, IV e V são verdadeiras. 05) todas as alternativas são verdadeiras. 13. (UEFS) A obtenção de uma fotografia em preto e branco só é possível após uma série de reações químicas, que podem ser representadas, como a seguir: a) AgBr + luz AgBr b) 2AgBr+ C 6 H 6 O 2(aq) 2Ag (s) + 2HBr (aq) + C 6 H 4 O 2(aq) revelador c) AgBr (s) + 2S 2 O 2 3 (aq) Ag(S 2 O 3 ) 2 3 (aq) + Br (aq) fixador Com relação a essas reações, pode-se afirmar: I. a equação b representa uma reação de oxirredução. II. na equação b, a prata é reduzida. III. na equação c, a prata é oxidada. IV. a semirreação de oxidação pode ser representada por: C 6 H 6 O 2(aq) C 6 H 4 O 2(aq) + 2H (aq) + 2e- 103

46 V. a reação a pode ser classificada como uma reação fotoquímica. 14. (UEFS) O processo de corrosão do ferro pode ser representado por: 2Fe + 3/2O 2 + xh 2 O Fe 2 O 3.x.H 2 O (ferrugem) Os elementos que sofrem, respectivamente, oxidação e redução, são: a) Oxigênio e ferro. b) Ferro e água. c) Água e oxigênio d) Ferro e oxigênio e) Água e ferro. 15. (UEFS) Com base na equação química: São feitas as seguintes afirmações: 2KMnO 4 + 5H 2 O 2 +6HCl 2MnCl 2 +8H 2 O+5O 2 +2KCl I. O elemento que se reduz é o manganês, passando de nox +7 para +2. II. O peróxido de hidrogênio é o agente oxidante. III. O elemento que se oxida é o oxigênio, passando de nox 1 para 0. Indique as afirmativas corretas: a) apenas I. b) apenas II. c) I e III. c) apenas III. d) I e II. 16. (UESB) O fertilizante sulfato de amônio, (NH 4 ) 2 SO 4, pode ser obtido pela sequência de transformações químicas resumida por: S 2 I SO 2 II SO 3 III H 2 SO 4 IV (NH 4 ) 2 SO 4 Há oxidação o do elemento enxofre SOMENTE nas etapas a) I e II b) II e III c) III e IV d) I, II e III e) II, III e IV 17. (UCSal) A reação apresentada, simplificadamente, ilustra a fabricação de água sanitária: cloro gasoso borbulhado e solução de hidróxido de sódio. 2OH - (aq) + Cl Cl (g) Cl - (aq) + ClO - (aq) + H 2 O (l) Nessa reação, em relação à molécula de cloro, é correto afirmar que: a) os dois átomos têm seu número de oxidação aumentado. b) os dois átomos têm seu número de oxidação diminuído. c) os dois átomos não apresentam variação de número de oxidação. d) a ligação covalente é quebrada sem transferência do par de elétrons para um dos átomos. e) a ligação covalente é quebrada com transferência do par de elétrons para um dos átomos. 104

47 18. (UCSal) Considere as seguintes reações de oxirredução, em que a concentração das espécies iônicas é igual a 1 mol/l. Cu(s) + Hg 2+ (aq) Cu 2+ (aq) + Hg(l) Zn(s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cu(s) Sendo assim, pode-se concluir que, tendo-se, em contato, o par a) Zn e Hg 2+, íons mercúrio recebem elétrons do zinco metálico. b) Cu 2+ e Hg 2+, íons mercúrio recebem elétrons de íons cobre. c) Zn 2+ e Hg 2+, íons zinco doam elétrons para íons mercúrio. d) Cu e Hg, cobre doa elétrons para mercúrio. e) Zn e Cu, cobre recebe elétrons de zinco. 19. (UESC) Mergulhando-se em uma solução de sulfato de cobre um prego de ferro, este se reveste de uma camada de cobre metálico. Com relação a esse fenômeno, assinale a alternativa correta: a) A reação pode ser escrita; Feº (s) + Cu ++ (aq) Fe (aq) ++ + Cuº (s) b) O ferro age como oxidante c) O cobre se oxida d) O ferro tem um potencial de oxidação menor que o do cobre e) O cobre perde dois elétrons 20. (UCSal) Na decomposição HgO Hg O2 cada mol de átomos de oxigênio do óxido de mercúrio: a) perde dois mols de prótons. b) ganha dois mols de prótons. c) perde meio mol de elétrons. d) ganha dois mols de elétrons. e) perde dois mols de elétrons. GABARITO B D B B B D C A A 1 B E B 04 D C A E A A 2 E INTRODUÇÃO BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES No capítulo anterior vimos que o coeficiente de uma equação química indica a quantidade de moléculas das espécies que reagem e das espécies que se formam. Existem alguns métodos que permitem determinar os coeficientes de uma equação química. Essa determinação recebe o nome de balanceamento. Numa equação balanceada, a quantidade de átomos de cada elemento, e consequentemente a quantidade total de átomos, é igual nos dois membros. 105

48 MÉTODOS DE BALANCEAMENTO Tentativas Para equações mais simples, através da observação e do raciocínio, podemos efetuar o balanceamento pelo chamado método direto ou por tentativas. Metais Semi-metais Ametais Hidrogênio (H) e Oxigênio (O) Substâncias simples TREINAMENTO DE SALA 01. Acerte o coeficiente das equações a seguir usando o método das tentativas: a) H 2 + Cl 2 HCl b) C 2 H 5 OH + O 2 CO 2 + H 2 O c) Al + H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + H 2 d) Al(OH) 3 + H 4 SiO 4 Al 4 (SiO 4 ) 3 + H 2 O e) Ca 3 (PO 4 ) 2 + SiO 2 + C CaSiO 3 + CO + P Oxirredução Para reações mais complexas devemos seguir o seguinte roteiro para estabelecer o balanceamento, baseado no fato de que o número de elétrons perdidos pelos elementos que se oxidaram é igual ao número de elétrons ganhos pelos átomos que se reduziram. Calcular o nox dos elementos participantes Selecionar elementos que sofreram variação do nox Calcular dos elementos que sofreram variação do nox ( = nox maior nox menor) Multiplicar valores de pela maior atomicidade Inverter valores de Tentativas TREINAMENTO DE SALA 01. Acerte o coeficiente das equações a seguir usando o método da oxirredução: a) K 2 Cr 2 O 7 + H 2 O + S SO 2 + KOH + Cr 2 O 3 b) As 2 O 5 + SO 2 + H 2 O H 2 SO 4 + H 3 AsO 3 106

49 c) KMnO 4 + KCl + H 2 SO 4 MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O + Cl 2 d) NaCl+ KMnO 4 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O +Cl 2 e) As 2 S 3 + HNO 3 + H 2 O H 2 SO 4 + H 3 AsO 4 + NO f) K 2 Cr 2 O 7 + HI+ HClO 4 KClO 4 + I 2 + Cr(ClO 4 ) 3 + H 2 O BALANCEAMENTO EM CASOS ESPECIAIS Para cada um dos casos, são dados dois exemplos. Acompanhe em sala, a resolução do 1 o exemplo e, em seguida, tente fazer o 2 o, para fixação. 1º caso: Quando há oxidação ou redução parcial (reações em que parte de determinada espécie química é oxidada ou reduzida, enquanto uma outra parte dessa mesma espécie química reage sem sofrer variação de Nox). Exemplo 1: KMnO 4 + H 2 SO 4 + H 2 S K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O Exemplo 2: Nesse caso deve-se trabalhar apenas com os átomos que garantidamente sofreram oxidação ou redução, ou seja, não repete o nox CuS + HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + NO + H 2 O + S 2º caso: Quando ocorre uma auto-oxirredução (reações em que um mesmo elemento químico em parte se oxida e em parte se reduz). Exemplo 1: H 2 S + SO 2 S + H 2 O Nesse caso o acerto dos coeficientes deve ser feito a partir do membro onde o elemento aparece 2 vezes. Exemplo 2: P + KOH + H 2 O PH 3 + KH 2 PO 2 107

50 3º caso: Quando aparece água oxigenada (H 2 O 2 ) como reagente. Nesse caso, devemos: Lembrar que o nox do oxigênio na H 2 O 2 é 1 Colocar o do oxigênio sempre no H 2 O 2 Considerar: o oxigênio variando de 1 para 0, se na reação há formação de O 2. o oxigênio variando de 1 para 2 (da água), se na reação não há formação de O 2. Exemplo 1: KMnO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O+ O 2 Exemplo 2: CrCl 3 + H 2 O 2 + NaOH Na 2 CrO 4 + NaCl + H 2 O o 4º caso: Quando há três variações do Nox. Existem substâncias que apresentam simultaneamente 2 elementos que se oxidam. Exemplo 1: As 2 S 3 + HNO 3 + H 2 O H 2 SO 4 + H 3 AsO 4 + NO Nesse caso deve-se fazer a soma algébrica dos valores de dos elementos que variaram o nox que pertencem a uma mesma fórmula e procede normalmente com duas variações (oxidação e redução) Exemplo 2: SnS + HCl + HNO 3 SnCl 4 + S + NO + H 2 O o 5º caso: Quando a equação está escrita na forma iônica. Nesse caso um balanço de cargas deve ser feito, de modo que: Exemplo 1: Cr 2 O 7 + H* + H 2 S Cr +3 + S + H 2 O 108

51 Exemplo 2: SO NO + 3 H+ SO 2 + H 4 2O + NO A Carga elétrica total dos reagentes deve ser igual a carga elétrica total dos produtos, nesse caso o oxigênio não é o último a ser balanceado Verifique, resolvendo o exemplo a seguir, como em certas ocasiões o trabalho com as cargas elétricas de reagentes e produtos pode ajudar a completar o processo de balanceamento da equação iônica. Exemplo: Cr +3 + MnO 2 + OH - CrO 4 + H 2O + Mn ++ LEITURA COMPLEMENTAR Os doze princípios da química verde Em nossos dias, a preocupação com a poluição ambiental é cada vez maior. As reações orgânicas, em particular, além do produto principal (aquele que desejamos), produzem habitualmente subprodutos indesejados, que são rejeitados, podendo então poluir o ambiente. Conscientes desse problema, os químicos estão, cada vez mais, procurando estabelecer normas e princípios para implementar processos químicos mais "limpos" a serem seguidos pelos laboratórios e indústrias. É a chamada Química Verde, que procura reduzir ou eliminar o uso ou geração de substâncias nocivas à saúde humana e ao ambiente. Daí surgiram os "Doze princípios da Química Verde", que reproduzimos a seguir: 1. Prevenção. Evitar a produção do resíduo é melhor do que tratá-lo ou 'limpá-lo' após sua geração. 2. Economia de átomos. Deve-se procurar desenhar metodologias sintéticas que possam maximizar a incorporação de todos os materiais de partida no produto final. 3. Síntese de produtos menos perigosos. Sempre que praticável, a síntese de um produto químico deve utilizar e gerar substâncias que possuam pouca ou nenhuma toxicidade à saúde humana e ao ambiente. 4. Desenho de produtos seguros. Os produtos químicos devem ser desenhados de tal modo que realizem a função desejada e ao mesmo tempo não sejam tóxicos. 5. Solventes e auxiliares mais seguros. O uso de substâncias auxiliares (solventes, agentes de separação, secantes etc.) precisa, sempre que possível, tornar-se desnecessário e, quando utilizadas, essas substâncias devem ser inócuas. 6. Busca pela eficiência de energia. A utilização de energia pelos processos químicos precisa ser reconhecida pelos seus impactos ambientais e econômicos e deve ser minimizada. Se possível. os processos químicos devem ser conduzidos à temperatura e pressão ambientes. 7. Uso de fontes renováveis de matéria-prima. Sempre que técnica e economicamente viável, a utilização de matérias-primas renováveis deve ser escolhida em detrimento de fontes não renováveis. 8. Evitar a formação de derivados. A derivatização desnecessária (uso de grupos bloqueadores, proteção / desproteção, modificação temporária por processos físicos e químicos) deve ser minimizada ou, se possível, evitada, porque essas etapas requerem reagentes adicionais e podem gerar resíduos. 109

52 9. Catálise. Reagentes catalíticos (tão seletivos quanto possível) são melhores que reagentes estequiométricos. 10. Desenho para a degradação. Os produtos químicos precisam ser desenhados de tal modo que, ao final de sua função, se fragmentem em produtos de degradação inócuos e não persistam no ambiente. 11. Análise em tempo real para a prevenção da poluição. Será necessário o desenvolvimento futuro de metodologias analíticas que viabilizem um monitoramento e controle dentro do processo, em tempo real, antes da formação de substâncias nocivas. 12. Química intrinsecamente segura para a prevenção de acidentes. As substâncias, bem como a maneira pela qual uma substância é utilizada em um processo químico, devem ser escolhidas a fim de minimizar o potencial para acidentes químicos, incluindo vazamentos, explosões e incêndios." Trecho de artigo publicado na revista Química Nova, v. 26, n.1, p , (UEFS) VESTIBULARES DA BAHIA KMnO 4 + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O + O 2 Na reação de oxirredução acima, equilibrando-se a equação, a sequência correta dos coeficientes, da esquerda para direita, é: a) 2, 4, 2, 4, 4, 2 b) 2, 6, 4, 2, 4, 6 c) 4, 6, 2, 4, 6, 5 d) 4, 6, 2, 6, 4, 5 e) 6, 2, 6, 4. 5, (UEFS) Cl 2 + KOH KCl + KClO 3 + H 2 O Na reação acima, os coeficientes que balanceiam, simultaneamente, o cloro e o cloreto de potássio são, respectivamente: a) 1 e 3 b) 6 e 2 c) 5 e 3 d) 3 e 1 e) 3 e (UEFS) As 2 S 3 + HNO 3 + H 2 O H 2 SO 4 + H 3 AsO 4 + NO I. O enxofre sofre variação de quatro elétrons II. Dois elementos sofrem oxidação III. Para cada mol de água consumido, são formados sete moles de NO De referência à reação dada acima, pode-se afirmar: a) apenas a afirmativa I é verdadeira b) apenas a afirmativa II é verdadeira c) apenas as afirmativas I e III são verdadeiras d) apenas as afirmativas II e III são verdadeiras 110

53 e) as afirmativas I, II e III são verdadeiras. 04. (UEFS) KMnO 4 +FeSO 4 +H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 +K 2 SO 4 +MnSO 4 +H 2 O Na equação redox acima, os coeficientes do sulfato ferroso e do sulfato de manganês II são, após balanceamento, respectivamente; a) 2 e 10 b) 5 e 2 c) 5 e 8 d) 10 e 2 e) 10 e (UEFS) A hidrazina, um combustível para foguetes espaciais, queima em presença de oxigênio, segundo a equação abaixo: N 2 H 4 + O 2 N 2 + H 2 O A soma dos coeficientes que tornam a equação acima balanceada é: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) (UEFS) HCl + K 2 Cr 2 O 7 KCl + CrCl 3 + Cl 2 + H 2 O Da esquerda para direita, os coeficientes que balanceiam a equação química acima são: a) 6, 1, 2, 2, 3, 3 b) 6, 1, 2, 1, 1, 7 c) 6, 2, 4, 1, 5, 3 d) 14, 1, 2, 2, 3, 7 e) 14, 2, 4, 1, 5, (UEFS) MnO + SO H + Mn 2+ + SO 2 + H 4 2O Após o balanceamento, com os menores coeficientes estequiométricos inteiros, da equação iônica acima, pode-se afirmar: 01) SO 2 3 é o agente oxidante 02) quatro mols de H + reagem com um mol de MnO 4 03) a relação molar entre MnO e SO 2 é 2: ) o nox do elemento químico redutor é +7 05) a soma dos coeficientes dos produtos é (UCSal Na reação representada por X deve estar representado por: K 2 Cr 2 O HCl 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O + X a) 3CrCl 2 111

54 b) 6HClO c) 6Cl - d) 3Cl 2 e) 3ClO 2 Instruções: As questões de números 09 e 10 relacionam-se com a equação de oxirredução com dois coeficientes literais a e b. MnO 2(s) +ah + (aq)+2cl (aq) Mn 2+ (aq)+bh 2 O (l) +Cl 2(g) 09. (UNEB) Os valores numéricos de a e b são, respectivamente, a) 2 e 1 b) 3 e 2 c) 4 e 1 d) 4 e 2 e) 6 e (UNEB) Na reação equacionada a) H + (aq) oxida MnO 2(s) b) H + (aq) reduz íons Cl - (aq) c) Cl - (aq) oxida MnO 2(s) d) MnO 2 reduz íons H + (aq) e) MnO 2 oxida íons Cl - (aq) 11. (UEFS) Se o balanceamento da equação: XK 2 CO 3 + YHNO 3 ZKNO 3 + WH 2 O + RCO 2 foi feito através de coeficientes menores e inteiros, a soma dos coeficientes X, Y, Z, W e R, será: 01) 3 02) 4 03) 5 04) 6 05) (UESC) A principal fonte do iodo é o NaIO 3, encontrado como impureza do salitre do Chile (NaNO 3 ). Por evaporação da solução do salitre do Chile, cristaliza-se o NaNO 3 e o NaIO 3 fica dissolvido nas águas-mães de cristalização. Estas são tratadas com solução de NaHSO 3, ocorrendo a seguinte equação química não balanceada: IO HSO 3 - I 2 + SO H + + H 2 O Sobre este processo, pode-se afirmar que a) - o HSO 3 age como redutor e o número de oxidação do enxofre passa de +4 para +6 b) - o IO 3 é o redutor, pois o nox do iodo passa de +5 para +2 c) para cada mol de NaHSO 3 consumido é produzido um mol de I 2 d) o H + é o agente oxidante, responsável pela obtenção de H 2 O como um dos produtos da reação e) E) o elemento que se oxida é o iodo e a variação de seu nox é de 1 para (UFBA) O íon sulfito reage com o íon Cr 2 O 2 7 segundo a equação: Cr 2 O 2 7 (aq)+so 2 3 (aq)+h 3 O ) (aq Cr 3 ) (aq +SO 2 4 (aq)+ H 2 O (l) 112

55 Após o balanceamento da equação, ocorre: (01) O íon sulfito é o agente redutor. (02) O número de oxidação do enxofre, no SO 3-2, é +4. (04) O cromo ganha elétrons e se oxida. (08) A soma dos coeficientes estequiométricos é igual a 29. (16) Para cada mol de íon sulfito que reage, forma-se um mol de íon sulfato. INSTRUÇÃO: Responda a questão 14, de acordo com o seguinte código: 01) apenas a afirmativa I e II são corretas 02) apenas a afirmativa II e IV são corretas 03) apenas as afirmativas I, III e V são corretas 04) apenas as afirmativas II, III e IV são corretas 05) apenas as afirmativas I, III, IV e V são corretas 14. (UFBA) C 2 H 4 +KMnO 4 +H 2 O C 2 H 4 (OH) 2 +MnO 2 +KOH Considerando-se a reação acima, pode-se afirmar: I. C 2 H 4 é o agente oxidante II. O coeficiente que equilibra a água é 4 III. O Mn tem números de oxidação iguais a +7 e +4, respectivamente, em KMnO 4 e MnO 2 IV. C 2 H 4 (OH) 2 é um composto orgânico saturado V. O número total de elétrons recebidos pelo redutor é igual ao número total de elétrons cedidos pelo oxidante 15. (UFBA) Após equilibrar a equação abaixo, indique a proposição ou proposições verdadeiras: I - (aq) + H 2 SO 4 (aq) + H + (aq) I 2 (g) + H 2 S(g) + H 2 O (01) I - é reduzido (02) H 2 SO 4 é o agente oxidante (04) O coeficiente estequiométrico do I - é 8 (08) H + é oxidado (16) o número de oxidação do enxofre no H 2 S é +2 GABARITO C E D D D D 05 D E 1 E 05 A QUESTÕES RECENTES DE VESTIBULARES DA BAHIA SOBRE OS ASSUNTOS DESTE MÓDULO: QUESTÃO 1 - UNEB O sensor registra os sinais elétricos de neurônios no entorno e transmite por fios de ouro para uma base de titânio no crânio de Nagle. (SCIENTIFIC American Brasil, 2006) São propriedades e características do ouro: 01) ser um metal mais maleável e dúctil que o cobalto. 02) ter o raio atômico menor que o raio do seu íon mais estável. 113

56 03) formar óxido covalente. 04) apresentar a primeira energia de ionização menor que a do titânio. 05) ter baixa reatividade, que impede a formação de ligas. QUESTÃO 2 - UFBA (antiga 2 a FASE) Os fertilizantes agrícolas são largamente utilizados para garantir aos vegetais nutrientes, na forma de íons e moléculas, indispensáveis ao crescimento, à floração e à frutificação. Dentre esses fertilizantes, o nitrato de amônio, NH 4 NO 3, é um dos mais empregados na correção do teor de nitrogênio do solo. A partir dessa informação, determine o valor aproximado da porcentagem de nitrogênio existente em 50 kg de fertilizante que contém 5,0 kg de nitrato de amônio. QUESTÃO 3- UFBA (antiga 2 a FASE) O que mantém as moléculas unidas nos estados sólidos e líquido são as ligações ou interações intermoleculares. A intensidade dessas interações, bem como o tamanho das moléculas são fatores determinantes do ponto de ebulição das substâncias moleculares. (PERUZZO; CANTO, 2002, p ). Considerando as informações do texto e os dados da tabela, identifique as interações intermoleculares que ocorrem nos halógenos e nos haletos de hidrogênio, na fase líquida, relacionando-as com os diferentes pontos de ebulição entre esses halógenos e entre esses haletos de hidrogênio. RESPOSTAS Questão 1: 01; Questão 2: 3,5%; Questão 3: será resolvida em sala 114

57 QUESTÕES ENEM 01. (ENEM 2001) Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os veículos deve ser constituído de 96% de álcool puro e 4% de água (em volume). As densidades desses componentes são dadas na tabela. Substância Densidade (g/l) Água 1000 Álcool 800 Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco postos suspeitos de venderem álcool hidratado fora das normas. Colheu uma amostra do produto em cada posto, mediu a densidade de cada uma, obtendo: Posto Densidade do combustível (g/l) I 822 II 820 III 815 IV 808 V 805 A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustível adequado somente os postos: (A) I e II. (B) I e III. (C) II e IV. (D) III e V. (E) IV e V. 02. (ENEM 99) A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vapor escapar, a não ser através de um orifício central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança, normalmente situada na tampa. O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase da água são apresentados abaixo. A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve: (A) à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa. (B) à temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local. (C) à quantidade de calor adicional que é transferida à panela. 115

58 (D) à quantidade de vapor que está sendo liberada pela válvula. (E) à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas comuns. 03. (ENEM 2009) Na estrutura social, o abastecimento de água tratada desempenha um papel fundamental para a prevenção de doenças. Entretanto, a população mais carente é a que mais sofre com a falta de água tratada, em geral, pela falta de estações de tratamento capazes de fornecer o volume de água necessário para o abastecimento ou pela falta de distribuição dessa água. No sistema de tratamento de água apresentado na figura, a remoção do odor e a desinfecção da água coletada ocorrem, respectivamente, nas etapas (A) 1 e 3. (B) 1 e 5. (C) 2 e 4. (D) 2 e 5. (E) 3 e (ENEM/2013) Glicose marcada com nuclídeos de carbono-11 é utilizada na medicina para se obter imagens tridimensionais do cérebro, por meio de tomografia de emissão de pósitrons. A desintegração do carbono-11 gera um pósitron, com tempo de meia-vida de 20,4 min, de acordo com a equação da reação nuclear: A partir da injeção de glicose marcada com esse nuclídeo, o tempo de aquisição de uma imagem de tomografia é de cinco meias-vidas. Considerando que o medicamento contém 1,00 g do carbono-11, a massa, em miligramas, do nuclídeo restante, após a aquisição da imagem, é mais próxima de (A) 0,200. (B) 0,969. (C) 9,80. (D) 31,3. (E) (ENEM/09) O lixo radioativo ou nuclear é resultado da manipulação de materiais radioativos, utilizados hoje na agricultura, na indústria, na medicina, em pesquisas científicas, na produção de energia, etc. Embora a radioatividade se reduza com o tempo, o processo de decaimento radioativo 116

59 de alguns materiais pode levar milhões de anos. Por isso, existe a necessidade de se fazer um descarte adequado e controlado de resíduos dessa natureza. A taxa de decaimento radioativo é medida em termos de um tempo necessário para que uma amostra perca metade de sua radioatividade original. O gráfico seguinte representa a taxa de decaimento radioativo do rádio-226, elemento químico pertencente à família dos metais alcalinos terrosos e que foi utilizado durante muito tempo na medicina. As informações fornecidas mostram que: A) quanto maior a meia-vida de uma substância, mais rápido ela se desintegra. B) apenas 1/8 de uma amostra de rádio-226 terá decaído ao final de 4860 anos. C) metade da quantidade original de rádio-226, ao final de 3240 anos, ainda estará por decair. D) restará menos de 1% de rádio-226 em qualquer amostra dessa substância depois de decorridas 3 meias - vidas. E) a amostra de rádio-226 diminui a sua quantidade pela metade a cada intervalo de 1620 anos devido à desintegração radioativa. 06. (ENEM/07) A duração do efeito de alguns fármacos está relacionada à sua meia-vida, tempo necessário para que a quantidade original do fármaco no organismo se reduza à metade. A cada intervalo de tempo correspondente a uma meia-vida, a quantidade de fármaco existente no organismo no final do intervalo é igual a 50% da quantidade no início desse intervalo. O gráfico acima representa, de forma genérica, o que acontece com a quantidade de fármaco no 117