Química - Livro 4-166-168

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QUÍMICA Capítulo 9 Radioatividade166
13 Fuvest 2011 Em 1921, E. Rutherford e J. Chadwick rela-
taram que, ao bombardear átomos de nitrogênio ( 147N)
com partículas alfa (núcleos de 42He), ocorria a libera-
ção de prótons. Posteriormente, eles afirmaram:
Não há informação sobre o destino nal da partícula
alfa... É possível que ela se ligue, de alguma maneira,
ao núcleo residual. Certamente ela não é reemitida,
pois, se assim fosse, poderíamos detectá-la.
Anos mais tarde, P Blackett demonstrou que, na ex
periência relatada por Rutherford e Chadwick, havia
apenas a formação de um próton e de outro núcleo X.
Também lembrou que, na colisão da partícula alfa com
o átomo de nitrogênio, deveria haver conservação de
massa e de carga nuclear.
a) Com base nas informações acima, escreva a
equação nuclear representativa da transformação
que ocorre ao se bombardear átomos de nitrogê-
nio com partículas alfa.
b) O núcleo X formado na experiência descrita é um
isótopo de nitrogênio? Explique sua resposta
9
F
8
O
7
N
10
Ne
9
He
6
C
17
C�16S15P 18Ar14Si
35
Br
34
Se
33
As
14 UnB Com relação à radioatividade e à natureza da ma
téria, julgue os itens que se seguem.
J As radiações a e b podem ser separadas por um
campo elétrico.
J A radiação utilizada por Rutherford nas experiências
que o levaram a propor um novo modelo atômico
era de origem extranuclear.
J Sabendo que, quando uma planta morre, a ab
sorção de carbono radioativo cessa, conclui-se
que é possível estimar a época em que a planta
morreu.
J Átomos de carbono-14, radioativos, sofrem trans-
formações nucleares que os levam a se tornarem
átomos de outro elemento químico.
15 Nas figuras a seguir, os círculos brancos representam
átomos radioativos e os círculos pintados represen
tam átomos estáveis, isto é, não radioativos.
A B
Se um átomo radioativo explodir, em qual das situa-
ções, A ou B, será mais provável ocorrer uma reação
em cadeia? Explique.
16 UnB O processo de irradiação pode ser utilizado para
aumentar o tempo de conservação dos alimentos, por
meio da eliminação de microrganismos patogênicos e
de insetos. A irradiação geralmente é feita com raios
gama originados do cobalto-60. Acerca da radiação,
julgue os itens abaixo
J Um alimento irradiado contém átomos de co-
balto 60 que foram adicionados ao mesmo no
processo de tratamento.
J No processo de irradiação, o feixe de raios gama
pode ser direcionado aos alimentos por meio de
placas elétricas devidamente polarizadas que des-
viam tais raios
17 ITA 2018 Considere as seguintes proposições:
I. Massa crítica representa a massa mínima de um
nuclídeo físsil em um determinado volume neces-
sária para manter uma reação em cadeia
II. Reações nucleares em cadeia referem-se a pro-
cessos nos quais elétrons liberados na fissão
produzem nova fissão em, no mínimo, um outro
núcleo
III. Os núcleos de 226Ra podem sofrer decaimentos
radioativos consecutivos até atingirem a massa
de 206 (chumbo), adquirindo estabilidade.
Das proposições acima, está(ão) CORRETAS(S)
A apenas I
 apenas II.
C apenas III.
 apenas I e II.
 apenas I e III
18 Unirio Nos produtos de fissão do urânio-235, já foram
identificados mais de duzentos isótopos pertencen-
tes a 35 elementos diferentes. Muitos deles emitem
radiação a, b, g e representam um risco à população
Dentre os muitos nuclídeos presentes no lixo nuclear,
podemos destacar o 137Cs (Césio-137), responsável
pelo acidente ocorrido em Goiânia. Partindo do 137I,
quantas e de que tipo serão as partículas radioativas
emitidas até se obter o Cs 137?
A 1 partícula b
 1 partícula a
C 2 partículas b
 2 partículas a
 2 partículas g
19 Fuvest O cobalto-60 (27Co
60), usado em hospitais, tem
meia-vida de 5 anos.
Calcule quantos mols de cobalto-60 restarão após
20 anos em uma amostra que inicialmente continha
10 g desse isótopo.
F
R
E
N
T
E
 2
F
R
E
N
T
E
 2
167
20 Vunesp Neptúnio, de símbolo Np, foi o primeiro ele-
mento transurânico preparado em laboratório. Esse
elemento foi obtido através das reações nucleares:
92U
238 + 0n
1 → 92U
x
92U
x → 93Np
239 + y
a) Complete as equações. Forneça o valor de x e
identifique a partícula y.
b) O neptúnio-239 tem tempo de meia-vida de dois
dias. Discuta o significado do tempo de meia-vida
do Np.
Texto para a questão 21.
A produção de energia nas usinas de Angra 1 e Angra
2 é baseada na fissão nuclear de átomos de urânio radioa
tivo 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 U3O8, também
chamado de “yellowcake”
O concentrado bruto de urânio é processado através
de uma série de etapas até chegar ao hexafluoreto de urâ
nio, composto que será submetido ao processo final de
enriquecimento no isótopo radioativo 238U, conforme o
esquema a seguir.
21 UFRJ
Processamento de U
3
O
8
→ →
UO
2
UF
4UF6
(Yellowcake)
Dissolução Refino
Rejeito
Fluoração FluoretaçãoEnriquecimento
Precipitação
Calcinação
+
ReduçãoF2
H
2HF
U
3
O
8
NHO
3
NH
4
OH
238U
(NH
4
)
2
U
2
O
7
O rejeito produzido na etapa de reno contém 206Pb
oriundo do decaimento radioativo do 238U.
Calcule o número de partículas a e b emitidas pelo
238U para produzir o 206Pb.
22 UFPR O elemento carbono existe na natureza em três
tipos de isótopos, a saber: 6C
12, 6C
13 e 6C
14. A espé-
cie 6C
14 reage com o oxigênio atmosférico, formando
dióxido de carbono marcado (C14O2), que é absorvi-
do durante o processo de fotossíntese, pela qual se
opera a sua incorporação à cadeia alimentar. Quando
ocorre a morte do organismo fotossintetizador, cessa
a incorporação de 6C
14O2 (gás). A partir deste instante,
o teor de 6C
14 passa a decrescer devido à reação de
desintegração radioativa mostrada abaixo.
6C
14 → -1b
0 + 7N
14; t1/2 = 5  600 anos
O tempo de meia-vida é representado por t1/2 e a
simbologia ZX
A corresponde a: Z = número atômico,
A = número de massa e X = símbolo do elemento
químico.
A técnica de datação com carbono radioativo (6C
14) é
baseada no conhecimento acima e tem sido muito uti-
lizada para determinar a idade de plantas fossilizadas.
Considerando essas informações, é correto armar:
J Após 5 600 anos, não mais existirá o isótopo 6C
14
na Terra.
J O 7N
14 apresenta igual número de prótons, elétrons
e nêutrons.
J As espécies 6C
12, 6C
13 e 6C
14 apresentam-se com
diferentes números de prótons.
J Uma partícula 1b
0 tem características de massa e
carga semelhantes às do próton.
J A reação anterior está incompleta, pois o carbono
apresentado como reagente não aparece como
produto.
J A amostra de uma planta fossilizada que apresenta
teor de 6C
14 igual a 25% daquele encontrado em
um vegetal vivo apresenta a idade de 11 200 anos.
23 UFRJ A tabela a seguir apresenta os tempos de meia-
-vida de diversos radioisótopos.
Radioisótopo 206Tl
207
Tl
209
Pb
211
Bi
Tempo de meia-vida 4 min 5 min 3 horas 2 min
Radioisótopo
213
Bi
223
Ra
255
Ac
Tempo de meia-vida 47 min 11 dias 10 dias
a) O metal alcalinoterroso relacionado na tabela
emite uma partícula alfa. Determine o número de
nêutrons do produto dessa desintegração.
b) Por decaimentos sucessivos, a partir do 219Rn,
ocorrem as emissões de duas partículas alfa e
uma partícula beta, originando um novo radioi-
sótopo X.
219Rn→ X + emissões
Consultando a tabela apresentada, determine o tem-
po necessário para que uma massa inicial de 400 g
de X seja reduzida a 100 g.
24 Vunesp 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). Este pro-
cesso ocorre com tempo de meia-vida de 15 dias.
Pede-se:
a) escrever a reação nuclear balanceada para o pro-
cesso de desintegração, fornecendo o nome da
partícula emitida. Os núcleos de rádio e actínio
que participaram desta reação são isótopos, isó-
baros ou isótonos? Justificar.
b) calcular o tempo necessário para que uma massa
inicial de 1 miligrama do núcleo de rádio se reduza
a 0,125 miligramas, por meio do processode de-
sintegração indicado.
QUÍMICA Capítulo 9 Radioatividade168
25 Unioeste Sobre radioatividade, é correto afirmar:
01 Na reação de fusão nuclear representada por:
1H
2 + 1H
3 → X + 0n
1
a espécie X deve ter 2 prótons e 2 nêutrons
02 53I
131 emite uma partícula beta e se transforma em
xenônio com A = 135 e Z = 55.
04 Sendo a meia vida do 137Cs igual a 30 anos, o
tempo necessário para que 80 gramas de césio
decaiam para 5 gramas é de 120 anos.
08 Um átomo de 88Ra
223 sofre emissão de uma partí-
cula alfa e transforma-se em radônio com A = 227
e Z = 90.
16 Nas altas camadas da atmosfera, os raios cósmicos
bombardeiam os nêutrons nos átomos de nitrogê-
nio, segundo a equação:
7N
14 + 0n
1 → X + 1p
1, o elemento X é 6C
14.
32 Átomos de elementos químicos radiativos como
urânio, tório e actínio, após sucessivas transforma-
ções, estabilizam-se na forma de isótopos estáveis
de chumbo com números de massa 206, 207 e
208. Estes átomos de chumbo diferem quanto à
configuração eletrônica.
64 O isótopo 53I
131, utilizado no diagnóstico de molés
tias da tireoide, pode ser obtido pelo bombardeio
de 52Te
130.
52Te
130 + 0n
1 → 53I
131 + X, onde X corresponde a
beta.
Soma:JJ
26 FMP 2018 O berquélio é um elemento químico cujo
isótopo do 247Bk de maior longa vida tem meia-vida
de 1379 anos. O decaimento radioativo desse isótopo
envolve emissões de partículas a e b sucessivamente
até chegar ao chumbo, isótopo estável 207Pb.
O número de partículas emitidas e o tempo decorri
do para que certa quantidade inicial se reduza de 3/4
são, respectivamente,
Dados: Pb (Z = 82); Bk (Z = 97).
A 10 a, 4 b e 1034 anos
 10 a, 5 b e 2 758 anos
C 4 a, 8 b e 1034 anos
 5 a, 10 b e 2 758 anos
 5 a, 6 b e 690 anos
27 Mackenzie 2018 O isótopo 238 do plutônio (23894Pu) cujo
tempo de meia-vida é de aproximadamente 88 anos,
é caracterizado por sua grande capacidade de emis-
são de partículas do tipo alfa. Entretanto, não é capaz
de emitir partículas do tipo beta e radiação gama. A
respeito desse radioisótopo, são realizadas as se-
guintes afirmações:
I. Ao partir se de 1 kg de plutônio 238, após 176
anos, restarão 250 g desse isótopo.
II A equação 23894Pu →
234
92U +
4
2a representa a emis-
são que ocorre nesse isótopo.
III. A quantidade de nêutrons existentes no núcleo
do plutônio-238 é de 144.
Considerando-se os conhecimentos adquiridos a
respeito do tema e das armações supracitadas, é
correto que
A não há nenhuma afirmação verdadeira.
 são verdadeiras apenas as afirmações I e II.
C são verdadeiras apenas as afirmações I e III.
 são verdadeiras apenas as afirmações II e III
 todas as afirmações são verdadeiras.
28 Insper 2019 Algumas categorias de câncer de tireoide
podem ser tratadas por meio de um tipo de radio-
terapia em que o radioisótopo é disponibilizado no
interior do organismo do paciente Dessa forma, a ra-
diação é emitida diretamente no órgão a ser tratado
e os efeitos colaterais são diminuídos. O radioisóto-
po usado nesse tipo de radioterapia decai de acordo
com a equação.
c
yQ→
131
54Xe + -1
0b + 0
0g
O radioisótopo cyQ é inserido em cápsulas. Para reali-
zar a radioterapia, o paciente é isolado em instalação
hospitalar adequada onde ingere uma dessas cáp-
sulas e permanece internado até que a atividade do
radioisótopo atinja valores considerados seguros, o
que ocorre após o tempo mínimo correspondente a
3 meias vidas do radioisótopo
A gura apresenta a curva de decaimento radioativo
para cyQ.
O radioisótopo cyQ e o tempo mínimo que o pacien-
te deve permanecer internado e isolado quando é
submetido a esse tipo de radioterapia são, respecti-
vamente,
A 13153I e 12 horas.
 13153I e 72 horas.
C 13153I e 24 horas.
 13155Cs 24 horas.
 13155Cs 12 horas.