PET 3- 2º ANO

Prévia do material em texto

73
PLANO DE ESTUDO TUTORADO
SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS
SEMANA 1
EIXO TEMÁTICO: 
Materiais - Aprofundamento.
TEMA / TÓPICO(S): 
Propriedades dos Materiais.
HABILIDADE(S): 
16.1. Reconhecer a variação na velocidade das Transformações Químicas (TQ).
16.1.1. Reconhecer que as TQ podem ocorrer em diferentes escalas de tempo.
CONTEÚDOS RELACIONADOS: 
Cinética; Rapidez ou Velocidade de Reação.
TEMA: Rapidez de uma reação
Caro (a) estudante, nesta semana você vai começar o estudo cinético das reações, por ele você com-
preenderá melhor sobre a velocidade de uma reação. Observe que cada reação possui um tempo para 
ocorrer, e isso é muito importante para a indústria, possibilitando aprimorar a produção dos materiais 
existentes e criar novos processos para novos produtos.
BREVE APRESENTAÇÃO 
Reações Diferentes, Rapidez Diferentes 
Quando pensamos em velocidade é comum associarmos esse conceito à Física, ou seja, o espaço per-
corrido em função do tempo. No entanto, na Química, o conceito é sobre o quanto uma reação química 
se desenvolve de forma mais rápida ou mais lenta. O interesse em conhecer a rapidez (ou velocidade) 
das reações é a possibilidade de manipular o tempo de reação. Como por exemplo, a liberação de um 
airbag, dispositivo de segurança veicular obrigatório em todos os automóveis de passeio e utilitários 
no Brasil, desde 2014. Para acionar o dispositivo, uma reação química ocorre formando o gás que irá 
inflar a bolsa de poliamida. Para que um airbag cumpra sua função, é vital que ele infle em apenas 
COMPONENTE CURRICULAR: QUÍMICA
ANO DE ESCOLARIDADE: 2º ANO – EM
PET VOLUME: 03/2021
NOME DA ESCOLA:
ESTUDANTE:
TURMA:
BIMESTRE: 3º
NÚMERO DE AULAS POR SEMANA: 
TURNO:
TOTAL DE SEMANAS: 
NÚMERO DE AULAS POR MÊS: 
74
4 centésimos de segundo após a ocorrência do choque. Observe que é uma reação muito rápida, ao 
contrário por exemplo, da reação de decomposição de uma fruta.
Rapidez ou velocidade de uma reação é uma grandeza que indica como as quantidades de reagente(s) 
e produto(s) dessa reação variam com o passar do tempo.
A rapidez de reação pode se tratar da velocidade com que um reagente está sendo consumido ou com 
que um produto está sendo formado. Pensando nisso, a Velocidade Média de uma reação de formação 
ou de consumo, é definida como a variação da quantidade de reagentes (ou produtos), essa quantida-
de normalmente é expressa em massa, em mols ou em concentração pela variação do tempo no qual 
ocorreu a variação ∆ quantidade, pode ser expressa em segundo, minutos, horas e dias. Observando o 
gráfico (Fig. 1) é possível entender melhor esse cálculo. A variação da concentração está entre módulo, 
isso para garantir um valor maior do que zero, uma vez que não existe velocidade de reação negativa.
Figura 1. Gráfico e cálculo da rapidez de consumo da amônia NH3. – Fonte: AUTORA DO PET
Dependência da Velocidade com a Concentração
Outra informação que podemos retirar (Fig.1) é a velocidade de consumo por intervalos. Com o passar 
do tempo, a concentração da amônia diminui, assim como a velocidade de reação. Calculando as veloci-
dades médias entre os intervalos de 0 a 60 min, 60 min a 150 min e de 150 min a 250 min obteremos con-
secutivamente os valores de 0,26 mol/L x min, 0,08 mol/L x min e 0,04 mol/L x min. Existe uma relação 
entre a concentração e a rapidez de consumo da amônia. Quanto maior a quantidade da amônia maior a 
rapidez da reação. Iremos abordar esse assunto melhor na próxima semana. Por agora podemos deter-
minar que logo no primeiro instante a rapidez de reação será a mais elevada, à medida que o reagente é 
consumido, a concentração diminui e a rapidez também diminui.
Lei Cinética de uma Reação
Pelo exemplo anterior é possível concluir que a velocidade de uma reação é diretamente proporcional 
à concentração dos reagentes. Para uma reação genérica podemos estabelecer a Lei Cinética (Fig.2):
75
Figura 2: Equação da Lei Cinética de uma reação genérica. – Fonte: AUTORA DO PET
A lei Cinética a velocidade de uma reação (Fig.2) depende das concentrações iniciais dos reagentes 
elevados aos seus coeficientes, a concentração em quantidade de matéria é expressa em mol/L. Ob-
serve que a concentração dos produtos não interfere na velocidade de reação. Para abordar sobre a 
ordem de uma reação precisamos compreender sobre as etapas de uma transformação química.
Uma reação química pode se desenvolver em uma única etapa ou em várias etapas, dizemos que a rea-
ção é elementar quando a reação de desenvolve em uma única etapa, quando ocorre em mais de uma 
etapa recebe o nome de não elementar. Considere a reação elementar de neutralização entre o cátion 
hidrônio e o ânion hidróxido formando água, a rapidez de reação é:
A rapidez da reação de formação da água é pro-
porcional ao produto de uma constante (que só 
depende da temperatura) pela concentração em 
quantidade de matéria do cátion hidrônio elevada 
à 1ª potência, multiplicado pela concentração em 
quantidade de matéria do ânion hidróxido, também 
elevada à 1ª potência.
Porém para reações que acontecem em várias etapas, reação não-elementar, a velocidade da reação 
global é igual à velocidade da etapa mais lenta do mecanismo. Considere a reação não elementar entre 
o ácido bromídrico com o dióxido de nitrogênio formando água, bromo e monóxido de nitrogênio, a ra-
pidez de reação é:
Note que, para escrever a lei de velocidade global, consultamos a etapa determinante da velocidade (a 
etapa lenta), e não a equação global. A rapidez dessa reação depende da concentração dos reagentes 
da etapa mais lenta, ou seja, o produto de uma constante (que só depende da temperatura) pela con-
centração em quantidade de matéria do ácido bromídrico elevada à 1ª potência, multiplicado pela con-
centração em quantidade de matéria do dióxido de nitrogênio elevada à 1ª potência.
PARA SABER MAIS: 
Tema: Química - Cinética Química: Ordem da Reação
Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=Ge83MQsJpfI>. Acesso em: 12 de maio de 2021.
76
ATIVIDADES
1 - Considerando que numa reação a concentração dos reagentes diminui e a concentração dos produtos 
aumenta, no gráfico a seguir identifique o que se pede:
a) Identifique qual curva retrata o comportamento dos reagentes e dos produtos.
b) Escreva a equação da velocidade média.
c) Considere que os tempos (t) possuem intervalos de 1h, calcule a velocidade média de consumo 
no intervalo de t0 à t6.
2 - Considerando a reação química elementar O3 + NO → O2 + NO2 escreva a lei de velocidade dessa 
reação.
3 - Numa reação não elementar a velocidade de reação dependerá:
a) apenas da constante de velocidade.
b) das concentrações dos reagentes da etapa mais rápida.
c) das concentrações dos produtos da equação global.
d) apenas da temperatura em que a reação está ocorrendo
e) das concentrações dos reagentes da etapa mais lenta.
4. Enumere a primeira coluna de acordo com a segunda coluna.
( ) Formação de Petróleo. (1) Reação rápida.
( ) Liberação de Airbag. (2) Reação Lenta.
( ) oxidação de uma maçã cortada.
( ) decomposição do plástico.
( ) fermentação do suco de uva.
Vimos nesta semana que cada reação tem um tempo para formar e é possível em algu-
mas situações calcular a velocidade média de uma reação. Também vimos que a lei ciné-
tica de uma reação depende da concentração dos reagentes e do mecanismo de reação.
77
SEMANA 2
EIXO TEMÁTICO:
Materiais - Aprofundamento.
TEMA/ TÓPICO(S):
Propriedades dos Materiais.
HABILIDADE(S):
16.5. Caracterizar a variação da velocidade das TQ por meio de modelo explicativo.
16.5.1. Utilizar a teoria das colisões para explicar a ocorrência de transformações químicas em diferentes 
escalas de tempo.
30.1.1. Compreender que as partículas das substâncias devem apresentar-se com certa energia de tal maneira 
que choques efetivos entre elas provoquem.
CONTEÚDOS RELACIONADOS: 
Cinética; Teoria da colisão.
TEMA: Teoria da colisão
Caro (a) estudante, nesta semana daremos continuidade aoestudo cinético das reações, cada reação 
possui um tempo para ocorrer, é importante para a indústria saber e dominar os fatores que afetam a 
velocidade de uma reação para aprimorar diversos mercados.
BREVE APRESENTAÇÃO 
Condições Fundamentais
Para que uma reação aconteça é preciso que algumas condições ocorram: os reagentes precisam estar 
em contato, precisam ter afinidade química (serem reativos), o sistema deve ter energia suficiente, as 
partículas dos reagentes devem colidir entre si e a colisão deve ser efetiva. A colisão efetiva necessa-
riamente precisa que as moléculas dos reagentes colidam umas com as outras, de forma a quebrar a 
ligação entre alguns átomos dos reagentes, enquanto é formada novas ligações entre outros átomos, 
formando os produtos.
Colisão Efetiva
Considere o ozônio (O3) e o óxido de nitrogênio (NO) colocados em um mesmo recipiente para sofrer a 
reação:
O3 + NO → O2 + NO2
Para que as moléculas de O3 e de NO possam formar os produtos oxigênio (O2) e dióxido de nitrogênio 
(NO2) elas devem colidir com energia suficiente e com orientação favorável, dessa forma a colisão é 
chamada de efetiva. No entanto verifica-se que nem todas as colisões entre os reagentes, são efica-
zes. O que nos inspira a estudar o que faz uma colisão ser efetiva. Primeiro, as moléculas precisam co-
lidir com orientação favorável, a formação dos produtos a partir da colisão das moléculas de reagente 
passa por uma situação intermediária denominada complexo ativado (Fig.3). 
78
Figura 3: Exemplos de Colisão não efetiva (situação A) e efetiva (situação B) da reação O3 + NO → O2 + NO2. – Fonte: PERUZZO e CANTO
A imagem (Fig.3) mostra dois tipos de situações, na situação A, as moléculas colidem em posições 
desfavoráveis não formando o complexo ativado, e, portanto, os produtos não serão formados. Como 
foi dito, para que uma colisão entre moléculas dos reagentes seja eficaz é necessário que ela ocor-
ra com geometria adequada e energia suficiente. A energia proveniente do movimento das moléculas 
(energia cinética) é usada no momento da colisão para a formação de um complexo, acontece uma rup-
tura parcial nas ligações químicas dos reagentes ao mesmo tempo que novas ligações são parcialmente 
formadas (situação B), caracterizando uma colisão efetiva. É importante lembrar que a Figura 3 se trata 
de apenas uma representação didática para a compreensão da teoria.
Energia de Ativação - Ea
Como acabamos de ver, a energia é uma condição necessária para a colisão seja efetiva, a seguir uma 
representação gráfica (Fig.4) considerando a energia da reação:
Figura 4: Gráfico evidenciando a energia de ativação Ea. – Fonte: REIS
Note que a energia inicial dos reagentes não é suficiente para a formação do produto, após um aumento 
de energia de 9,6 KJ/mol ocorre a formação do complexo ativado, em seguida observamos um decai-
mento da energia no rompimento das ligações do complexo ativado, formando os produtos O2 e NO2. 
Podemos definir então que:
Energia de ativação é o valor mínimo de energia necessária para as moléculas de reagentes sofram 
colisão eficaz.
Existe também uma relação entre a energia de ativação e a rapidez de reação, quanto maior for a ener-
gia de ativação, maior a quantidade de energia cinética necessária e portanto mais lenta será a reação. 
79
É importante ressaltar que o valor de Ea é característico de cada reação e não depende da temperatura 
nem da concentração dos reagentes. Outra observação que podemos retirar desse gráfico é a variação 
de entalpia (∆H), ou seja, a variação de energia entre reagentes e produtos da reação.
De modo geral temos dois tipos de reações: as que absorvem energia para a formação de produtos (en-
dotérmicas) e as que liberam energia (exotérmicas). Em ambas as situações temos uma elevação de 
energia para a formação do complexo ativado (Fig.5).
Figura 5: Gráficos de reações Exotérmicas e Endotérmicas evidenciando a Energia de Ativação. – Fonte: REIS
Quando temos reagentes mais energéticos que os produtos, a diferença de energia resulta numa varia-
ção energética negativa (∆H < O), na situação inversa, onde a energia dos reagentes é menor que a dos 
produtos a variação é positiva (∆H > O). A formação do complexo ativado (Ea) não interfere na variação 
de energia da reação.
PARA SABER MAIS: 
Tema: QUÍMICA ENEM: CINÉTICA QUÍMICA | QUER QUE DESENHE | MAPA MENTAL
Canal: Descomplica
Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=tj638Wk3GNg>. Acesso em: 12 de maio de 2021.
ATIVIDADES
1 - Em relação ao gráfico de energia em função do desenvolvimento de uma reação química hipotética, 
faça o que se pede:
a) Qual valor e a unidade de medida da energia de ativação e o ∆H.
b) Determine se é uma reação endotérmica ou exotérmica.
80
2 - Escreva o que a Energia de ativação significa dentro da teoria das colisões.
3 - A taxa de desenvolvimento de uma reação também conhecida como a rapidez de uma reação química 
depende:
I. Do número de colisões entre as moléculas.
II. Da energia cinética das moléculas envolvidas na reação.
III. Se as moléculas formam produtos em poucas etapas.
Estão corretas as alternativas:
a) I, II e III. b) I. c) II. d) I e II. e) I e III.
4 - Assinale V para verdadeiro e F para falso, justifique se a afirmativa for falsa.
( ) O oxigênio (O2) do ar é um dos responsáveis pela deterioração do suco da laranja. 
( ) Ao duplicar a concentração dos reagentes em uma reação não elementar a velocidade diminui.
( ) O aumento de energia em uma reação aumenta as chances de colisões efetivas.
( ) A geladeira é um equipamento útil para retardar a velocidade de reações de alimentos.
( ) Uma batata é cozida mais lentamente em pedaços do que inteira.
Vimos nesta semana que existem certas condições para que uma reação aconteça, den-
tre elas: a energia de ativação e orientação favorável permitem a formação do complexo 
ativado e posteriormente a formação dos produtos.
81
SEMANA 3
EIXO TEMÁTICO:
Materiais - Aprofundamento.
TEMA/ TÓPICO(S):
Propriedades dos materiais.
HABILIDADE(S):
16.2. Identificar fatores que afetam a velocidade das TQ: temperatura.
16.3. Identificar fatores que afetam a velocidade das TQ: superfície de contato.
16.4. Identificar fatores que afetam a velocidade das TQ: concentração.
16.5.2. Reconhecer o papel dos catalisadores nas reações químicas.
30.1.1. Compreender que as partículas das substâncias devem apresentar-se com certa energia de tal maneira 
que choques efetivos entre elas provoquem.
CONTEÚDOS RELACIONADOS: 
Cinética; Fatores que afetam a velocidade de reação.
TEMA: Fatores que afetam a velocidade de reação
Caro (a) estudante, nessa semana você conhecerá os fatores que podem afetar a velocidade de uma 
reação química. Industrialmente esse conhecimento permite, por exemplo, retardar o amadurecimento 
das frutas, saber se um produto será vendido em pedaço ou inteiro, qual a melhor forma de se conservar 
um produto, entre outros.
BREVE APRESENTAÇÃO 
Efeito da Temperatura na Velocidade
São diversos os fatores que podem influenciar na velocidade de uma reação química tornando-a mais 
rápida ou mais lenta. Alimentos guardados na geladeira amadurecem quatro vezes mais lentamente do 
que os que estão a temperatura ambiente. O cozimento em panela aberta (100°C) é mais lento do que 
em panela de pressão (110°C). Em ambos os exemplos a temperatura afeta diretamente a rapidez de 
uma reação, isso porque quando elevamos a temperatura, provocamos um aumento da energia cinética 
das moléculas, fazendo com que haja uma maior quantidade de moléculas com energia suficiente, au-
mentando as colisões, isto é, aumentando as colisões efetivas. Considerando a lei cinética o aumento 
da temperatura eleva o valor da constante de velocidade (k) para essa reação química.
Quanto maior a temperatura, maior será a velocidade de uma reação.
Efeito da Concentração na Velocidade
Quando aumentamos o número de partículasde reagentes por unidade de volume, aumentamos a pro-
babilidade de haver colisão efetiva entre essas partículas. Consequentemente, maior será a rapidez 
da reação.
Quanto maior o número de partículas (concentração), maior será a velocidade de uma reação.
82
Efeito da Superfície de contato na Velocidade
Para compreender esse fator, considere a situação: se submetermos um prego de ferro e um pedaço de 
palha de aço às mesmas condições de umidade, temperatura e exposição ao oxigênio do ar, notamos 
que a palha de aço se enferruja muito mais rápido do que o prego. Isso porque quanto maior a área de 
contato entre os reagentes maior a probabilidade de choques efetivos.
Quanto maior a superfície de contato, maior será a velocidade de uma reação.
Efeito dos Catalisadores na Velocidade
A função de um catalisador é diminuir a velocidade de reação. Se trata de uma substância que propicia 
à reação um novo mecanismo alternativo possibilitando a diminuição da energia de ativação e conse-
quentemente aumentando a rapidez da reação. 
O catalisador aumenta a velocidade de uma reação, porque abaixa a energia de ativação.
Podemos representar graficamente a ação de um catalisador sobre reações que liberam ou absorvem 
calor (Fig.6):
Figura 6: Gráficos evidenciando a ação do catalisador. – Fonte: PERUZZO e CANTO ADAPTADO
O catalisador age na reação mudando seu mecanismo, ou seja, diminuindo a energia necessária para a 
formação do complexo ativado (Ea), tornando mais curto o caminho no qual os reagentes se transfor-
mam em produtos (Fig.6) a reação acontece mais rapidamente. 
PARA SABER MAIS: 
Tema: Físico-Química II - Aula 05 - Catálise Homogênea e Heterogênea
Canal: UNIVESP
Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=J-l66wBiCbA>. Acesso em: 12 de maio de 2021.
83
ATIVIDADES
1 - Ao ser colocada sobre um ferimento recente, a água oxigenada entra em contato com uma substância 
X presente no interior das células. Essa substância X acelera a reação química assim equacionada:
2 H2O2 (aq) + X → H2O (l) + O2 (g) + X
Nesse momento, a água oxigenada parece ferver.
a) Explique o que vem a ser essa aparente fervura.
b) Qual é o papel desempenhado pela substância X?
2 - Analise o gráfico a seguir e responda: 
a) Qual curva representa a reação catalisada? 
b) Qual letra representa a energia de ativação 
da reação não catalisada?
3 - (UFSCar-SP) Não se observa reação química visível com a simples mistura de vapor de gasolina e ar 
atmosférico, à pressão e temperatura ambientes, porque:
a) a gasolina não reage com o oxigênio à pressão ambiente.
b) para que a reação seja iniciada, é necessário o fornecimento de energia adicional aos reagentes.
c) a reação só ocorre na presença de catalisadores heterogêneos.
d) o nitrogênio do ar, por estar presente em maior quantidade no ar e ser pouco reativo, inibe a reação.
e) a reação é endotérmica.
4 - Enumere a primeira coluna de acordo com a segunda coluna.
( ) Aumenta o contato das moléculas proporcionando maior quantidade choques.
( ) Aumenta a energia do movimento das moléculas. 
( ) Cria um caminho alternativo diminuindo a energia de ativação.
( ) Diminui o espaço entre as moléculas forçando o aumento das colisões.
(1) Temperatura
(2) Catalisador
(3) Concentração
(4) Superfície de 
Contato
Nesta semana estudamos os fatores que afetam uma reação química: temperatura,su-
perfície de contato, concentração e catalisador. Além disso, foi possível verificar como o 
catalisador afeta o caminho de reação.
84
SEMANA 4
EIXO TEMÁTICO:
Energia.
TEMA/ TÓPICO(S):
Energia nas Transformações Químicas.
HABILIDADE(S):
Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para 
propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioam-
bientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global.
CONTEÚDOS RELACIONADOS:
Radioatividade. Radiação ionizante e não ionizante.
INTERDISCIPLINARIDADE:
História e Física.
TEMA: Radioatividade: Fenômeno Nuclear
Caro (a) estudante, nesTa semana você vai conhecer um pouco do contexto histórico da descoberta da 
radioatividade, apesar do cientista Becquerel ter levado o maior prêmio da comunidade cientifica, a 
uma controvérsia interessante nessa história. Ainda na semana veremos sobre as radiações ionizantes 
e não ionizantes. 
BREVE APRESENTAÇÃO
Contexto Histórico
Quase todos os livros didáticos associam a descoberta da radioatividade ao francês Henri Becquerel, 
que observou um fenômeno misterioso envolvendo um mineral. Porém não foi bem assim! Becquerel 
focava seus esforços no estudo do fenômeno de fosforescência, trabalhava com minerais irradiados 
pelos raios solares e a posterior emissão desses raios. Certo dia ele se deparou com um mistério, em 
que em sua gaveta escura estava um mineral capaz de “imprimir” em uma placa a silhueta de uma chave 
presente na gaveta. Teoricamente isso não seria possível, uma vez que o mineral não foi exposto à luz. 
Segundo Becquerel o fenômeno tratava-se de uma radiação semelhante à luz, chamou de hiperfosfo-
rescência. 
Uma cientista Marie Sklodowska, devido a seu casamento com Pierre Curie, passou a ser chamada por 
todos de Marie Currie. Ela estudava minerais e substâncias similares ao urânio que emitiam radiação, 
ela fez uma revisão no trabalho de Becquerel e negou que o fenômeno tratasse de fosforescência e pas-
sou a defender a ideia da radiação do mineral era uma propriedade atômica. Algum átomo presente no 
mineral seria capaz de emitir tamanha radiação? Iniciou suas pesquisas medindo o poder de ionização 
dos raios do urânio e tório, mais adiante foi capaz de isolar o elemento responsável pela radiação, e o 
chamou de Polônio, em homenagem ao seu país e o outro de rádio. 
Os estudos incompletos de Becquerel renderam a ele o prêmio Nobel no ano de 1903. Marie Curie por 
sua vez recebeu dois prêmios Nobel (foi a primeira pessoa a receber o prêmio duas vezes), um por de-
monstrar a existência da radioatividade natural em 1903, e o outro em Química, pela descoberta de dois 
novos elementos químicos em 1910.
85
Radiação ionizante e não ionizante
Denomina-se radioatividade a atividade que certos átomos têm de emitir partículas e radiações eletro-
magnéticas de seus núcleos instáveis para adquirir estabilidade. Ondas ou radiações eletromagnéticas 
são formadas por um campo elétrico e um campo magnético perpendiculares entre si e à direção de 
propagação da radiação. É preciso entender que estamos falando de energia, as radiações, ou seja, as 
energias podem ser ionizantes e não ionizantes.
A radiação ionizante é aquela que possui energia suficiente para ionizar átomos e moléculas. Essa 
ionização pode danificar as células do corpo humano, causando doenças graves como o câncer. As 
radiações não ionizantes não possuem energia suficiente para ionizar a matéria; assim, não alteram a 
estrutura molecular, mas podem causar aumento de temperatura e agitação das moléculas. Na ima-
gem a seguir (Fig.7) separamos as radiações em não ionizantes e ionizantes:
Figura 7: Relação das radiações não ionizantes e ionizantes. – Fonte: PERUZZO e CANTO
Se analisarmos a imagem (Fig.7) percebemos que quanto menor o comprimento de onda, maior é a fre-
quência, e esse tipo de radiação é capaz de causar danos ao DNA, uma vez que são capazes de romper 
as ligações químicas. A radiação visível, assim como as ondas de micro-ondas e ondas de rádio, fica 
numa região fora da radiação ionizante, ou seja, não é capaz de alterar e nem causar danos ao DNA. 
PARA SABER MAIS: 
Tema: Efeitos biológicos das radiações eletromagnéticas
Canal: Laboratório Audiovisual ISC
Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=VbhrvnfHXTA>. Acesso em: 12 de maio de 2021.
86
ATIVIDADES
1 - (Fuvest-SP) Quais as semelhanças e diferenças entre os isótopos de césio 133 55Cs (estável) e 
137 55Cs 
(radioativo), com relação ao número de prótons, nêutrons e elétrons?
2 - Durantea pandemia vários protocolos de saúde foram implementados em diversos estabelecimentos, 
dentre eles a medição de temperatura. A maioria dos estabelecimentos optaram por usar termômetros 
digitais, medindo a temperatura pela testa das pessoas. Em 2020 uma notícia circulou nas redes sociais 
informando que a radiação infravermelha emitida pelo termômetro era capaz de alterar as células do 
cérebro, a notícia teve tamanha repercussão que hoje em 2021 a grande maioria dos estabelecimentos 
medem a temperatura pelo braço e não mais pela testa. Essa era uma notícia falsa (fake news), o 
termômetro na verdade é uma espécie de sensor que capta a radiação infravermelha emitida pelos 
corpos. Com base nisso e na tabela de radiação ionizante e não ionizante explique quimicamente o erro 
científico na Fake News.
3 - Os raios X são radiações, 
a) ondas eletromagnéticas ionizantes com menor comprimento de onda do que os raios Ultravioleta.
b) ondas magnéticas não ionizantes com menor comprimento de onda do que os raios Ultravioleta.
c) ondas eletromagnéticas ionizantes com maior comprimento de onda do que os raios Ultravioleta.
d) ondas magnéticas não ionizantes com maior comprimento de onda do que os raios Ultravioleta.
e) ondas eletromagnéticas não ionizante com menor comprimento de onda do que os raios Ultravioleta.
4 - Enumere a primeira coluna de acordo com a segunda coluna.
( ) Raio X (1) Ionizante
( ) Raios gama (2) Não Ionizante
( ) Micro ondas
( ) Radiação solar UV
( ) Ondas de rádio
Nesta semana compreendemos melhor um pouco sobre a história da radioatividade, 
as conclusões tiradas pelos cientistas envolvidos e como o trabalho de uma mulher con-
tribuiu com avanços significativos até os dias de hoje. Também aprendemos sobre a 
classificação dos raios: ionizantes e não ionizantes.
87
SEMANA 5
EIXO TEMÁTICO:
Energia.
TEMA/ TÓPICO(S):
Energia nas Transformações Químicas.
HABILIDADE(S):
Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para 
propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioam-
bientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global.
CONTEÚDOS RELACIONADOS:
Radioatividade, Radiação alfa, beta, gama.
INTERDISCIPLINARIDADE:
Física.
TEMA: Tipos de Radiação
Caro (a) estudante, nesta semana você vai identificar os tipos de radiações existentes, trabalharemos 
com a emissão dessas radiações compreendendo uma série de decaimento. 
BREVE APRESENTAÇÃO
Fenômeno Nuclear
Relembrando a estrutura do átomo temos: o número atômico (Z) é um número que indica quantos pró-
tons há no núcleo de um átomo e número de massa (A) corresponde à soma dos números de prótons e 
nêutrons. Átomos que possuem mesmo número atômico pertencem ao mesmo elemento químico. As 
reações nucleares são processos em que o núcleo de um átomo sofre alteração. É importante ressaltar 
que as reações químicas estão relacionadas à eletrosfera. Antes e depois delas, os átomos estão uni-
dos de maneira diferente, e essa união envolve os elétrons. Já uma reação nuclear provoca alterações 
no núcleo do átomo.
Radiações alfa α e beta β
Atualmente sabe-se que há átomos com núcleos instáveis e a emissão de partículas α ou β é o modo 
encontrado pelo núcleo para aliviar essa instabilidade. A partícula alfa é constituída por 2 prótons e 
2 nêutrons, simbolizadas por 42α, quando um núcleo as emite, perde 2 prótons e 2 nêutrons (Fig.8). 
Possuem alto poder de ionização, a partícula alfa captura 2 elétrons do meio, transformando-se em 
um átomo de hélio.
88
Figura 8: Representação da emissão de uma partícula α e β. – Fonte: PERUZZO e CANTO
As partículas beta β são elétrons emitidos pelo núcleo de um átomo instável, sendo representadas por 
0
-1β. Como pode o núcleo de um átomo emitir um elétron? A resposta reside no fato de que, em núcleos 
instáveis beta-emissores, um nêutron pode se decompor em um próton, um elétron e um antineutrino. 
O próton permanece no núcleo, o elétron (partícula β) e o antineutrino são emitidos. O antineutrino é 
uma partícula com número de massa zero e carga nula.
Na emissão de uma partícula β, o núcleo tem a diminuição de um nêutron e o aumento de um próton. 
Quando um radionuclídeo emite uma partícula β, seu número de massa permanece constante e seu nú-
mero atômico aumenta de 1 unidade.
Raios gama γ 
A radiação γ é formada apenas por ondas eletromagnéticas emitidas por núcleos instáveis logo após 
a emissão de uma partícula α ou β. Tomemos como exemplo o césio-137, o beta-emissor envolvido no 
acidente de Goiânia. Ao emitir uma partícula β, seus núcleos se transformam em bário-137. No entanto, 
mesmo com a emissão da radiação se o núcleo resultante ainda permanecer instável, libera uma onda 
eletromagnética (radiação γ) ajudando um núcleo instável a se estabilizar.
Tempo de meia vida e Séries Radioativas
Uma amostra de material radioativo é composta de um grande número de radioisótopos e cada um 
deles vai emitir radiação para se estabilizar em determinado momento. Entretanto, para a grande quan-
tidade de átomos existente em uma amostra é razoável esperar-se um certo número de emissões ou 
transformações em cada segundo. O tempo necessário para que a metade do número de átomos de 
uma amostra de determinado isótopo radioativo decaia, ou seja, emita radiação e se transforme em 
outro elemento químico, é denominado tempo de meia-vida. Família ou série radioativa é o nome dado 
ao conjunto de decaimentos radioativos (Fig.9).
89
Figura 9: Decaimento da série de urânio – 238 – Fonte: AUTORA DO PET 
PARA SABER MAIS: 
Tema: RADIOATIVIDADE PARA O ENEM | QUÍMICA | QUER QUE DESENHE? | DESCOMPLICA
Canal: Descomplica
Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=wphktISJEIM>. Acesso em: 12 de maio de 2021.
ATIVIDADES
1 - Átomos de 67 31Ga são utilizados na medicina, no diagnóstico de tumores. Explique o significado dos 
números que aparecem ao lado do símbolo do elemento gálio na representação 67 31Ga.
2 - Determine o átomo resultante de cada elemento radioativo após a emissão das partículas, formule 
a equação que representa a emissão radioativa. Consulte a tabela periódica sempre que necessário.
a) 235 92 U emitindo uma partícula α.
b) 230 90 Th emitindo uma partícula β.
c) 14 6 C emitindo partícula γ.
90
3 - A meia-vida do césio-137 é de aproximadamente 30 anos. Qual é o tempo necessário para que uma 
amostra desse nuclídeo se reduza à oitava parte do inicial?
a) 15 anos b) 90 anos c) 30 anos d) 60 anos e) 45 anos
4 - (Uesb-BA) A radioatividade emitida por determinadas amostras de substâncias provém 
a) da energia térmica liberada em sua combustão.
b) de alterações em núcleos de átomos que as formam.
c) de rupturas de ligações químicas entre os átomos que as formam.
d) do escape de elétrons das eletrosferas de átomos que as formam.
e) da reorganização de átomos que ocorre em sua decomposição.
Na aula desta semana vimos sobre as radiações alfa, beta e gama, conseguimos prever a 
mudança atômica após a emissão dessas radiações. Com essas previsões é possível es-
tudar uma série radioativa de decaimento. E ainda definimos o que é tempo de meia vida.
91
SEMANA 6
EIXO TEMÁTICO:
Energia.
TEMA/ TÓPICO(S):
Energia nas Transformações Químicas.
HABILIDADE(S):
Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para 
propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioam-
bientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global.
CONTEÚDOS RELACIONADOS:
Energia nuclear e aplicações.
INTERDISCIPLINARIDADE:
História e Física.
TEMA: Energia Nuclear
Caro (a) estudante, nesta semana finalizamos os estudos sobre radioatividade, iremos diferenciar Fis-
são nuclear de Fusão nuclear. Veremos também de forma simplificada o funcionamento de uma usina 
nuclear euma bomba nuclear.
BREVE APRESENTAÇÃO
Fissão Nuclear 
Por volta de 1933, o físico italiano Enrico Fermi notou que o bombardeamento do núcleo de certos áto-
mos com Nêutrons com velocidade adequada fazia com que o núcleo alvo se rompesse liberando outros 
nêutrons. De forma simplificada o processo funciona da seguinte maneira: como os nêutrons não têm 
carga elétrica, não sofrem desvio na sua trajetória em razão do campo eletromagnético do átomo, se 
eles forem muito acelerados, acabam atravessando o núcleo do átomo alvo (Fig.10). 
Figura 10: Representação da reação em cadeia da Fissão Nuclear – Fonte: REIS
92
Fissão nuclear é a partição de um núcleo atômico pesado e instável, provocada por um bombardea-
mento de nêutrons com velocidade moderada, que origina 2 núcleos atômicos médios, 2 ou 3 nêutrons 
esses por sua vez atingem outro núcleo em um efeito cascata liberando uma quantidade colossal de 
energia.
Usina Nuclear
Uma usina nuclear é um sistema em 
que a reação de fissão em cadeia libe-
ra uma grande quantidade de energia 
que é usada como fonte de calor para 
ferver água, cujo vapor aciona uma 
turbina geradora que produz eletrici-
dade (Fig.11).
O reator é montado de maneira que 
intercale barras de combustível físsil, 
onde o material radioativo se encon-
tra, com barras de controle que ab-
sorvem nêutrons, estes têm a função 
de diminuir a velocidade dos nêutrons 
liberados nas fissões. O calor gerado 
eleva a temperatura da água no inte-
rior do reator. A água quente passa 
para um gerador de vapor de água, e o 
vapor aciona uma turbina, que opera 
um gerador elétrico.
A água utilizada na refrigeração do condensador provém de um rio, mar ou lago situado nas vizinhanças 
do reator.
Bomba Atômica
Os interesses sobre fissão nuclear aumentaram com o início da Segunda Guerra Mundial, devido à gran-
de quantidade de energia que é liberada no processo. Assim, um grupo de cientistas liderados por J. 
Robert Oppenheimer, trabalhando no laboratório de Los Álamos (Novo México, Estados Unidos), con-
seguiu construir a bomba de fissão ou bomba atômica (bomba A), testada na manhã de 16 de julho de 
1945, no deserto do Novo México, Estados Unidos. Alguns dias depois (6 de agosto de 1945), uma bomba 
atômica baseada na fissão do urânio-235, batizada de Little Boy (Pequeno Menino), foi detonada sobre 
a cidade japonesa de Hiroxima. Três dias depois, outra bomba foi detonada sobre Nagasáqui. 
De forma simplificada, a detonação de uma bomba atômica funciona mais ou menos assim: cargas de 
TNT (explosivos) explodem, forçando as massas atômicas se juntarem, formando uma massa crítica 
que, penetra numa fonte de nêutrons, dando início à uma reação em cadeia, com uma colossal libera-
ção de energia e de radiações. Durante muitos anos ambas as cidades sofrem com as consequências 
da radiação residual das explosões. Esse momento extremamente desumano, alertou o mundo sobre o 
poder nuclear.
Fusão Nuclear
A fusão nuclear é a junção de dois ou mais núcleos leves originando um único núcleo e a liberação de 
uma quantidade colossal de energia devido a um aumento da estabilidade nuclear. Exemplos de rea-
ções de fusão:
Figura 11: Representação de uma Usina Nuclear – Fonte: REIS
93
2 1 H + 
2 1H → 
3 2 He + 
1 0 n
2 1 H + 
3 1 H → 
4 2 He + 
1 0 n
Essas reações são endotérmicas e necessitam de uma elevada temperatura para ocorrer. O curioso é 
que temperaturas dessa ordem jamais haviam sido atingidas na Terra até a explosão da primeira bomba 
atômica. A energia liberada por estrelas, como o Sol, é resultado de uma série de reações de fusão.
PARA SABER MAIS: 
Tema: EP 09/12 | Datação com C14 | WEBSÉRIE RADIOATIVIDADE
Canal: Química com Prof. Paulo Valim
Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=FlVvuFXEKZI>. Acesso em: 12 de maio de 2021.
ATIVIDADES
1 - Qual dos dois processos — fissão ou fusão — ocorre naturalmente? Em que lugar do universo?
2 - Considere a equação: 235 92U + n → 
144 55Cs + (?) + 2 n
a) Que tipo de reação nuclear ela representa?
b) Identifique o símbolo que está faltando.
3 - (UCB-DF) Ao se desintegrar, o átomo de 222 86Rn se transforma em 
210 84Po. O número de partículas 
4 
2α e 
1 0β emitidas no processo é, respectivamente,
a) 2 e 4 b) 2 e 6 c) 3 e 2 d) 3 e 4 e) 4 e 6
4 - (Uespi) Para a reação nuclear abaixo 14 7N + X → 
14 6C + 
1 1H, identifique a alternativa que representa X.
a) Partícula α. b) Partícula β. c) Pósitron. d) Nêutron. e) Átomo de He.
Chegamos ao fim de mais um volume do PET, parabéns por ter chegado até aqui, mesmo 
diante das adversidades desse ano. Continue firme e se dedicando, pois só falta mais um 
volume para finalizar o ano letivo de 2021. Tenha fé, boa vontade e garra, juntos (Você, 
seus familiares, amigos, seus professores e nós do REANP) vamos vencer esta etapa. Até 
o próximo volume!
94
REFERÊNCIAS:
MARTINS, Roberto Vieira. Como Becquerel não descobriu a radioatividade. Caderno Brasileiro de 
Ensino de Física, v. 7, p. 27-45, 1990.
MARTINS, R. de A. Hipóteses e interpretação experimental: a conjetura de Poincaré e a descoberta 
da hiperfosforescência por Becquerel e Thompson. Ciênc. educ. (Bauru), p. 501-516, 2004.
MERÇON, F; QUADRAT, S. V. A radioatividade e a história do tempo presente. Química Nova na Esco-
la, v. 19, p. 27-30, 2004.
MINAS GERAIS, Secretaria do Estado de Educação. Conteúdo Básico Comum: CBC Química. Belo 
Horizonte: SEE, 2007.
MORTIMER, E. F; MACHADO, A. H. Química Ensino Médio: Manual do Professor, Volumes 2, 3ª ed. São 
Paulo, editora Scipione, 2016.
PERUZZO. F. M; CANTO. E. L. Química na abordagem do cotidiano, volume 2, 3ª edição, editora mo-
derna, São Paulo, 2003.
PUGLIESE, G. Um sobrevôo no" Caso Marie Curie": um experimento de antropologia, gênero e ciên-
cia. Revista de Antropologia, v. 50, n. 1, p. 347-385, 2007.
REIS. M, Química: Manual do Professor, volume 2 e 3, 1ª edição, editora ática, São Paulo, 2013.