Quí. Monitora: Thamiris Gouvêa

Documentos relacionados
a) Escrever a equação nuclear balanceada que representa a reação que leva à emissão do positrão.

EXERCÍCIOS DE REVISÃO 3º ANO 2º BIMESTRE

Lista 1 - Radioatividade

Química A Extensivo V. 8

Radioatividade X Prof. Neif Nagib

QUÍMICA. Transformações Químicas e Energia. Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos - Parte 6

(a) Quando um átomo emite uma partícula α, seu Z aumenta 2 unidades e seu A aumenta 4 unidades.

Colégio FAAT Ensino Fundamental e Médio

SOS QUÍMICA - O SITE DO PROFESSOR SAUL SANTANA.

Leonnardo Cruvinel Furquim PROCESSOS NUCLEARES

1. (Fuvest) O cobalto-60 ( Co ), usado em hospitais, tem meiavida

PROFESSOR: JURANDIR SOARES DISCIPLINA: QUÍMICA CONTEÚDO: RADIOTIVIDADE AULA: 01

Como definir a estabilidade de um átomo? Depende. Eletrosfera. Núcleo. Radioatividade

Química Fascículo 04 Elisabeth Pontes Araújo Elizabeth Loureiro Zink José Ricardo Lemes de Almeida

Física Nuclear: Radioatividade

Física Nuclear: Radioatividade

Descoberta do núcleo. Forças nucleares. Nuclídeos experimento de Rutherford Núcleo pequeno e positivo

Como definir a estabilidade de um átomo? Depende. Eletrosfera. Núcleo. Radioatividade

Apostila de Química 03 Radioatividade

O Decaimento Radioativo (6 aula)

Física das Radiações & Radioatividade. Tecnologia em Medicina Nuclear Prof. Leonardo

Perguntas do Jogo sobre Radioatividade

Aula 25 Radioatividade

QUÍMICA. Transformações Químicas e Energia. Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos - Parte 2

Calcule o calor de combustão do metano (CH 4) sabendo que: Entalpia de combustão ou calor de combustão é a variação de entalpia (ΔH) na reação de

RADIOATIVIDADE DEFINIÇÃO

QUÍMICA - 2 o ANO MÓDULO 30 RADIOATIVIDADE - PARTE 1

Capítulo 11. Radioatividade. 91 Pa234 84

ROTEIRO DE ORIENTAÇÃO DE ESTUDOS DE RECUPERAÇÃO Ensino Médio

Demócrito. Demócrito a.c. Filósofo grego. A matéria é formada por partículas indivisíveis chamadas átomos.

1896, : K2(UO2)(SO4)2,

Semana 06. A partir da injeção de glicose marcada com esse nuclídeo, o tempo de aquisição de uma imagem de tomografia é cinco meias-vidas.

A descoberta da radioatividade

FÍSICA MÉDICA. Aula 04 Desintegração Nuclear. Prof. Me. Wangner Barbosa da Costa

Química Acácio Ferreira Exercícios

LOGO. Radioatividade. Profa. Núria Galacini

Eletromagnetismo: radiação eletromagnética

QUÍMICA. Transformações Químicas e Energia. Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos - Parte 1

Radioatividade. Prof. Fred

Questões: 1) (ENEM) 2) (FUVEST) 3) (FMTM)

18/Maio/2016 Aula 21. Introdução à Física Nuclear. Estrutura e propriedades do núcleo. 20/Maio/2016 Aula 22

SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA

Efeitos Biológicos das Radiações Ionizantes e Não Ionizantes /IFUSP/2014

Aula 21 Física Nuclear

15/08/2017. É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitir partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveis.

AS RADIAÇÕES NUCLEARES 4 AULA

SÓ EU SEI O QUE VAI CAIR NA PROVA! RADIOATIVIDADE. Prof. Gabriel P. Machado

Demócrito. Demócrito a.c. Filósofo grego. A matéria é formada por partículas indivisíveis chamadas átomos.

Gabaritos Resolvidos Energia Química Semiextensivo V4 Frente A


01 O chumbo participa da composição de diversas ligas metálicas. No bronze arquitetônico, por

RADIOATIVIDADE. É o fenômeno onde núcleos instáveis emitem partículas e radiação, transformando-se em outros átomos.

PRÉ-VESTIBULAR QUÍMICA PROF. EMANUEL

Lista elaborado por coletânea de exercícios, traduzida e organizado por Emerson Itikawa sob supervisão do Prof. Eder R. Moraes

21. Considere a seguinte expressão de constante de equilíbrio em termos de pressões parciais: K p =

por Carbono 14 Prof. Alexandre Alves Universidade São Judas Tadeu Cálculo Diferencial e Integral 1 - EEN 17 de março de 2009

Química 04/12/2011. Caderno de prova. Instruções. Informações gerais. Boa prova!

Química A Semiextensivo V. 4

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

RADIOATIVIDADE E FÍSICA NUCLEAR

Cap. 42 Física Nuclear

2 ª Fase Exame Discursivo

Atividades de Recuperação Paralela de Química 2º. trimestre

ESTRUTURA DA MATÉRIA E O ÁTOMO

Os fundamentos da Física Volume 3 1. Resumo do capítulo

Recomendação de vídeo!

Pré UFSC Química. Somatório: Somatório:

Foca na Medicina. Química Aula 1. Material do Aluno. Professor: Carlos Palha

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE QUÍMICA PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM QUÍMICA. Exame de Seleção para o Mestrado em Química-2012.

Figura 1: Fotos dos cogumelos formados após a explosão das bombas nucleares Little Boy (à esquerda Hiroshima) e Fat Man (à direita Nagasaki).

É a capacidade que certos átomos possuem de emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de adquirir

B) Defina a que forma de apresentação do alumínio corresponde cada uma das curvas. Justifique sua resposta.

Átomos. Retrospectiva do átomo de hidrogênio Estrutura eletrônica do átomo neutro Estrutura nuclear do átomo RMN

Reavaliação da Datação Sugerida pelo Método Radiométrico de Carbono-14. Adauto J. B. Lourenço

HISTÓRICO 1895 WILHEM ROENTGEN

CURSO DE RADIOPROTEÇÃO COM ÊNFASE NO USO, PREPARO E MANUSEIO DE FONTES RADIOATIVAS NÃO SELADAS

Série 2ª SÉRIE ROTEIRO DE ESTUDOS DE RECUPERAÇÃO E REVISÃO 1º SEMESTRE DE 2011

O ÂTOMO TIPOS DE RADIAÇÕES. TIPOS DE RADIAÇÕES As radiações podem ser classificadas da seguinte forma: Quanto à composição

Atomística. 14 fev. Estrutura atômica (p,n,e), número de massa e massa atômica, átomos e íons, relação entre átomos

Decaimento Radioativo

Descoberta do Núcleo

!"#$%&'()*+,-'#&*'!-./0+-+*'11! '728'9/:/*.0/;!

Quí. Monitor: Thamiris Gouvêa

CURSO DE RADIOPROTEÇÃO COM ÊNFASE NO USO, PREPARO E MANUSEIO DE FONTES RADIOATIVAS NÃO SELADAS

7- (FUVEST) Em 1995, o elemento de número atômico 111 foi sintetizado pela transformação nuclear: 64 28

QUÍMICA - 2 o ANO MÓDULO 31 RADIOATIVIDADE - PARTE 2

QUÍMICA QUESTÃO 1 EXPECTATIVA DE RESPOSTA

Lista de Exercício para a Prova Trimestral Setor A

QUÍMICA RADIOATIVIDADE-FUNÇÕES-REAÇÕES

Especial Específicas (UNIFESP, UNESP, UEPG)

Lista de Exercícios 4 Bimestre

Decaimentos radioativos. FÍSICA DAS RADIAÇÕES I Paulo R. Costa

Aula 21 Física Nuclear

Para o estudo da densidade de alguns materiais, foram consideradas as duas amostras e a tabela abaixo. Densidade (g/cm 3, 25 o C)

Átomos e Elementos. Objetivos. Compreender os átomos, sua estrutura e sua função; Estudar os fundamentos da química dos elementos

SEMI 2016 UNIDADES 04 e 05 Química A (Com gabarito)

Outro exemplo de fissão acontece quando um próton, com uma energia cinética de 0,15 MeV, penetra e é absorvido por um núcleo de lítio 7 (Fig.

Quí. Quí. Monitor: Victor P.

Transcrição:

Quí. Professor: Allan Rodrigues Monitora: Thamiris Gouvêa

Específicas: radioatividade 05 dez EXERCÍCIOS DE AULA 1. O berquélio (Bk) é um elemento químico artificial que sofre decaimento radioativo. No gráfico, indicase o comportamento de uma amostra do radioisótopo 249Bk ao longo do tempo. Sabe-se que a reação de transmutação nuclear entre o 249Bk e o 48Ca produz um novo radioisótopo e três nêutrons. Apresente a equação nuclear dessa reação. Determine, ainda, o tempo de meia-vida, em dias, do 249Bk e escreva a fórmula química do hidróxido de berquélio II. 2. Em 1940, McMillan e Seaborg produziram os primeiros elementos transurânicos conhecidos, através do bombardeio de um átomo de 92U 238 com uma partícula X, produzindo um isótopo desse elemento. O isótopo produzido por McMillan e Seaborg apresentou decaimento, emitindo uma partícula Y equivalente ao núcleo do hélio. a) Identifique a partícula X utilizada pelos cientistas e escreva a equação de formação do isótopo. b) Dê o nome e calcule o número de nêutrons do elemento resultante do decaimento do isótopo do Urânio. 3. Em um experimento, foi utilizada uma amostra de 200 mg contendo partes iguais dos radioisótopos bismuto-212 e bismuto-214. Suas respectivas reações nucleares de decaimento estão indicadas abaixo: Observe o gráfico, cujas curvas representam as variações das massas desses radioisótopos ao longo das duas horas de duração do experimento.

Determine o tempo de meia-vida do radioisótopo 214 Bi. Calcule, também, a velocidade média de formação de partículas β, em partícula h 1, no tempo total do experimento. 4. A Tomografia PET permite obter imagens do corpo humano com maiores detalhes, e menor exposição à radiação, do que as técnicas tomográficas atualmente em uso. A técnica PET utiliza compostos marcados com 6C 11. Este isótopo emite um pósitron, +1e 0, formando um novo núcleo, em um processo com tempo de meia-vida de 20,4 minutos. O pósitron emitido captura rapidamente um elétron, -1e 0, e se aniquila, emitindo energia na forma de radiação gama. a) Escreva a equação nuclear balanceada que representa a reação que leva à emissão do pósitron. O núcleo formado no processo é do elemento B(Z=5), C(Z=6), N(Z=7) ou O(Z=8)? b) Determine por quanto tempo uma amostra de 6C 11 pode ser usada, até que sua atividade radioativa se reduza a 25% de seu valor inicial. 5. A reação nuclear entre o 242 Pu e um isótopo do elemento químico com maior energia de ionização localizado no segundo período da tabela de classificação periódica produz o isótopo 260 Rf e quatro partículas subatômicas idênticas. Apresente a equação dessa reação nuclear e indique o número de elétrons do ruterfórdio (Rf) no estado fundamental. 6. A datação de lençóis freáticos pode ser realizada com base na relação entre a quantidade de hélio triogênico 3 He, decorrente do decaimento radioativo do trítio 3 H, na amostra de água. De modo simplificado, essa datação pode ser determinada pelo produto entre o tempo de meia-vida do trítio e a razão entre as quantidades de hélio triogênico e trítio, multiplicados por 0,7. O gráfico do decaimento do número de núcleos radioativos de trítio é mostrado adiante. Tendo em vista essas informações, calcule a idade de uma amostra de água retirada de um lençol freático, cuja concentração de hélio triogênico é três vezes maior que a quantidade de trítio.

7. A quantidade total de astato encontrada na crosta terrestre é de 28g, o que torna esse elemento químico o mais raro no mundo. Ele pode ser obtido artificialmente através do bombardeamento do bismuto por partículas alfa. Escreva a equação nuclear balanceada de obtenção do 211 At a partir do 209 Bi. Calcule, também, o número de átomos de astato na crosta terrestre. 8. Estima-se que, no Brasil, a quantidade de alimentos desperdiçados seria suficiente para alimentar 35 milhões de pessoas. Uma das maneiras de diminuir esse desperdício é melhorar a conservação dos alimentos. Um dos métodos disponíveis para tal fim é submeter os alimentos a radiações ionizantes, reduzindo, assim, a população de microorganismos responsáveis por sua degradação. Uma das tecnologias existentes emprega o isótopo de número de massa 60 do Cobalto como fonte radioativa. Esse isótopo decai pela emissão de raios gama e de uma partícula e é produzido pelo bombardeamento de átomos de Cobalto de número de massa 59 com nêutrons. (Dados: Co (Z = 27); Ni (Z = 28)). a) Escreva a reação de produção do Cobalto-60 a partir do Cobalto-59 e a reação de decaimento radioativo do Cobalto-60. b) Um aparelho utilizado na irradiação de alimentos emprega uma fonte que contém, inicialmente, 100 gramas de Cobalto-60. Admitindo que o tempo de meia-vida do Cobalto- 60 seja de cinco anos, calcule a massa desse isótopo presente após quinze anos de utilização do aparelho. 9. Considere a tabela a seguir, na qual são apresentadas algumas propriedades de dois radioisótopos, um do polônio e um do rádio. Em um experimento, duas amostras de massas diferentes, uma de polônio-208 e outra de rádio-224, foram mantidas em um recipiente por 12 anos. Ao final desse período, verificou-se que a massa de cada um desses radioisótopos era igual a 50mg. Calcule a massa total, em miligramas, de radioisótopos presente no início do experimento. Escreva também os símbolos dos elementos químicos formados no decaimento de cada um desses radioisótopos. 10. O isótopo rádio-226, utilizado em tratamentos medicinais, é um alfa-emissor com tempo de meia-vida de 3,8 dias. Para estudar a decomposição do rádio-226, realizou-se um experimento em que uma amostra sólida de 1 mol dessa substância foi introduzida em uma ampola com capacidade de 8,2 L. Nessa ampola, a pressão interna inicial era igual a 1,5 atm e a temperatura, constante em todo o experimento, igual a 27 C. Considere as informações a seguir: - o decaimento do rádio-226 produz radônio-222 e hélio-4; - os gases hélio e radônio têm comportamento ideal; - não há reação entre os gases no interior da ampola. Calcule a pressão, em atm, no interior da ampola, 7,6 dias após o início do experimento.

EXERCÍCIOS DE CASA 1. A sequência simplificada abaixo mostra as etapas do decaimento radioativo do isótopo urânio-238: Determine o número de partículas α e β emitidas na etapa III e identifique, por seus símbolos, os átomos isóbaros presentes na sequência. 2. Glenn T. Seaborg é um renomado cientista que foi agraciado com o Prêmio Nobel de Química em 1951, por seus trabalhos em radioquímica. Em 1974 foi sintetizado, nos Estados Unidos, o elemento de número atômico 106 que, em sua homenagem, teve como nome proposto Seaborgium ( 106Sg). a) O bombardeio do 98Cf 249 por um elemento X produz o 106Sg 263 e 4 nêutrons. Determine o número atômico e o número de massa do elemento X. b) Sabendo que um determinado isótopo do 106Sg perde 50% de sua massa inicial em 10 segundos, calcule a massa final de uma amostra de 800 gramas deste isótopo após 30 segundos. 3. Recentemente, a imprensa noticiou o caso do envenenamento por polônio-210 de um ex-agente secreto soviético. Sabe-se, em relação a esse isótopo, que: uma amostra de 200 mg decai para 25 mg; Admita que o sulfato desse íon divalente tenha sido submetido, em solução aquosa, ao processo de eletrólise com eletrodos inertes. Calcule o tempo de meia-vida do polônio-210 e escreva a equação global que representa o processo eletrolítico descrito. 4. A produção de energia nas usinas de Angra 1 e Angra 2 é baseada na fissão nuclear de átomos de urânio radioativo 238U. O urânio é obtido a partir de jazidas minerais, na região de Caetité, localizada na Bahia, onde é beneficiado até a obtenção de um concentrado bruto de U 3O 8, também chamado de "yellowcake". O concentrado bruto de urânio é processado através de uma série de etapas até chegar ao hexafluoreto de urânio, composto que será submetido ao processo final de enriquecimento no isótopo radioativo 238 U, conforme o esquema a seguir.

O rejeito produzido na etapa de refino contém 206 Pb oriundo do decaimento radioativo do 238 U. Calcule o número de partículas e emitidas pelo 238 U para produzir o 206 Pb. 5. O chumbo participa da composição de diversas ligas metálicas. No bronze arquitetônico, por exemplo, o teor de chumbo corresponde a 4,14% em massa da liga. Seu isótopo radioativo 210 Pb decai pela emissão sucessiva de partículas alfa e beta, transformando-se no isótopo estável 206 Pb. Calcule o número de átomos de chumbo presentes em 100g da liga metálica citada. Em seguida, determine o número de partículas alfa e beta emitidas pelo isótopo radioativo 210 Pb em seu decaimento. 6. A concentração de carbono 14 nos seres vivos e na atmosfera é de 10 ppb (partes por bilhão). Esta concentração é mantida constante graças às reações nucleares representadas a seguir, que ocorrem com a mesma velocidade. 14 N + 1 n 14 C + X ocorre nas camadas mais altas da atmosfera 1 14 C 14 N + Y ocorre nas camadas mais baixas da atmosfera e nos seres vivos A análise de um fragmento de um fóssil de 16.800 anos de idade revelou uma concentração de carbono 14 igual a 1,25 ppb. a) Identifique as partículas X e Y. b) Calcule a meia-vida do carbono 14. 7. O isótopo radioativo 86Rn 222, formado a partir de 92U 238 por emissões sucessivas de partículas alfa e beta, é a principal fonte de contaminação radioativa ambiental nas proximidades de jazidas de urânio. Por ser gasoso, o isótopo 86Rn 222 atinge facilmente os pulmões das pessoas, onde se converte em 84Po 218, com um tempo de meia-vida de 3,8 dias. a) Calcule o número de partículas alfa e de partículas beta emitidas, considerando a formação de um átomo de radônio, no processo global de transformação do 92U 238 em 86Rn 222. Considere as variações dos números atômicos e dos números de massa que acompanham a emissão de partículas alfa e beta, para a resolução da questão. b) Calcule o tempo necessário para que o número N 0 de átomos de 86Rn 222, retido nos pulmões de uma pessoa, seja reduzido a N 0 /16 pela conversão em 84Po 218. 8. O homem, na tentativa de melhor compreender os mistérios da vida, sempre lançou mão de seus conhecimentos científicos e/ou religiosos. A datação por carbono quatorze é um belo exemplo da preocupação do homem em atribuir idade aos objetos e datar os acontecimentos. Em 1946 a Química forneceu as bases científicas para a datação de artefatos arqueológicos, usando o 14 C. Esse isótopo é produzido na atmosfera pela ação da radiação cósmica sobre o nitrogênio, sendo posteriormente transformado em dióxido de carbono. Os vegetais absorvem o dióxido de carbono e, através da cadeia alimentar, a proporção de 14 C nos organismos vivos mantém-se constante. Quando o organismo morre, a proporção de 14 C nele presente diminui, já que, em função do tempo, se transforma novamente em 14 N. Sabe-se que, a cada período de 5730 anos, a quantidade de 14 C reduz-se à metade. a) Qual o nome do processo natural pelo qual os vegetais incorporam o carbono? b) Poderia um artefato de madeira, cujo teor determinado de 14 C corresponde a 25% daquele presente nos organismos vivos, ser oriundo de uma árvore cortada no período do Antigo Egito (3200 a.c. a 2300 a.c.)? Justifique. c) Se o 14 C e o 14 N são elementos diferentes que possuem o mesmo número de massa, aponte uma característica que os distingue.

9. No tratamento de tumores cancerígenos, recomenda-se a radioterapia, que consiste em tratar a área atingida pelo câncer com a radiação emitida pelo cobalto- 60. Esse isótopo tem sua meia-vida igual a 5,25 anos e se desintegra espontaneamente, emitindo partículas beta e produzindo níquel-60 estável. Uma amostra radioativa de massa 200 g, constituída por 95% de cobalto-59 e 5% de cobalto-60, foi colocada em um aparelho radioterápico. a) Sabendo que o cobalto-59 é estável, determine a relação entre a massa de níquel-60 produzida e a massa de cobalto- 60 restante, após 21 anos. b) Comparando os raios do cobalto metálico e do íon de cobalto III, cite o que apresenta menor tamanho e o elétron diferenciador da espécie iônica cobalto III. 10. Entre o doping e o desempenho do atleta, quais são os limites? β- Olímpico Internacional (COI), já que provoca um aumento de massa muscular e diminuição de gordura. A concentração dessa substância no organismo pode ser monitorada através da análise de amostras de urina coletadas ao longo do tempo de uma investigação. β- coletadas periodicamente durante 90 horas após a ingestão da substância. Este comportamento é válido também para além das 90 horas. Na escala de quantidade, o valor 100 deve ser entendido como sendo a quantidade observada num tempo inicial considerado arbitrariamente zero. a) Depois de quanto tempo a quantidade eliminada corresponderá a 1/4 do valor inicial, ou seja, duas meias vidas de residência da substância no organismo? b) Suponha que o doping para esta substância seja considerado positivo para valores acima de 1,0 x 10-6 g/ml de urina (1 micrograma por mililitro) no momento da competição. Numa amostra β- em 150 ml de urina de um atleta. Se o teste fosse realizado em amostra coletada logo após a competição, o resultado seria positivo ou negativo? Justifique.

GABARITO Exercícios de aula 1. 2. a) 92U 238 + partícula isótopo ( 92U 238 ) 92U 238 + 0X 1 92U 239 Partícula 0X 1 = nêutron. Equação: 92U 238 + 0n 1 92U 239 b) 92U 239 2α 4 + 90Z 235 90Z 235 = 90Th 235 => elemento: Tório Número de nêutrons = 145. 3. 4. a) 6C 11 +1e 0 + 5B 11 O núcleo formado é do elemento boro (Z = 5). b) 5.

6. Pelo gráfico calculamos o tempo de meia vida (t 1/2). Observe a figura: t 1/2 = 12,4 anos. [ 3 He] = 3 [ 3 H], então: ([ 3 He]/[ 3 H]) = 3 Idade da amostra = t 1/2 ([ 3 He]/[ 3 H]) 0,7 Idade da amostra = 12,4 3 0,7 Idade da amostra = 26,04 anos = 26 anos. 7. 8. a) 27Co 59 + 0n 1 27Co 60 27Co 60 0γ 0 + -1e 0 + 28Ni 60 b) p = 5 anos (período de semidesintegração) 15 anos = 3p p p p 100g 50g 25g 12,5g Após 15 anos teremos 12,5g desse isótopo. 9. 10. 6 atm

Exercícios de casa 1. 2. 3. 4. Sendo x o número de partículas alfa e y o número de partículas beta, x = 8 e y = 6. 5.

6. 7. a)x Proton; Y Partícula Beta. b) 10 ppb t 1/2 5 ppb t 1/2 2,5 ppb t 1/2 1,25 ppb 3 t 1/2 = 16.800 t 1/2 = 5.600 anos a) 4 partícula alfa e 2 partículas beta b) 4x3,8 dias = 15,2 dias 8. a) 6 CO 2 + 6 H 2O C 6H 12O 6 + 6 O 2 b) Um artefato de madeira com teor de 14 C igual a 25% do presente nos organismos vivos deve ter sido produzido há 11.460 anos, ou seja, desde sua produção transcorreram duas meias vidas do 14 C: Portanto, esse objeto foi produzido por volta do ano 9460 a.c., ou seja, numa época anterior à do Antigo Egito. c) A principal diferença entre os elementos 14 N e 14 C é o número atômico, ou seja, a quantidade de prótons nos seus núcleos. 14 N: Z = 7 e 14 C: Z = 6. 9. a) Em 200 g da amostra, há 10 g de Co 60. b) Co +3 3d 6 10. a) 60 horas. b) Logo o resultado seria positivo (maior de 1,0 x 10-6 g/ml).