NOTA QUÍMICA CLÁUDIO BARBOSA ALUNO(A):_____________________________________________________________________________ 18 03 2011 MARQUE COM LETRA DE FORMA A SUA TURMA 2º ANO Usar somente caneta esferográfica (azul ou preta) Não usar calculadora Não fazer perguntas Não usar corretivo nem rasurar A interpretação das questões faz parte da prova INSTRUÇÕES: 01. O urânio natural é constituído pelos isótopos 03. A desintegração nuclear é um processo em que 234, 235 e 238. A fim de que o urânio seja utilizado na indústria nuclear para geração de energia, deve ser enriquecido no isótopo 235. O Brasil detém a tecnologia do enriquecimento do urânio por ultracentrífugas. Recentemente, o governo brasileiro foi questionado pela comunidade internacional por se recusar a permitir a observação desses equipamentos por parte de inspetores da Agência Internacional de Energia Atômica. Em contrapartida, o Brasil alegou que o processo utilizado é amplamente conhecido, mas que sua implementação tecnológica, a qual utiliza levitação magnética, deve ser resguardada por se constituir em vantagem competitiva. O núcleo de 235U é físsil, ou seja, quando bombardeado com nêutrons, divide-se em dois núcleos com a emissão de dois ou três nêutrons. Uma das reações possíveis é apresentada a seguir: o núcleo atômico se transforma no de um outro elemento pela emissão de radiação. Por exemplo, a emissão das radiações alfa ( ), beta ( ) e gama ( ) que ocorre nas substâncias radioativas naturais são processos de desintegração nuclear. Este decaimento pode ocorrer sucessivamente, causando uma cadeia de desintegrações, até que resulte um elemento estável. Identifique, respectivamente, as partículas X, Y e Z emitidas nas desintegrações nucleares a seguir: 235 U 92 + 1 n0 A X Z + 91 Kr 36 82 Pb210 Rn219 86 90 Th234 83 84 Bi210 + X Po215 + Y 91 Bi234 + Z + 3 1n0 Determine o número de massa e o número atômico do nuclídeo X. 04. Os aceleradores de partículas são equipamentos 02. Pesquisas na área nuclear são desenvolvidas no Brasil desde a década de 1960 e as reservas de urânio existentes permitem que o nosso país seja autossuficiente em combustível nuclear. A produção de energia em um reator nuclear ocorre através da reação, por exemplo, entre um núcleo de urânio-235 e um nêutron com energia adequada. Desta reação são formados, com maior probabilidade, os nuclídeos criptônio-92 e bário-142, além de três nêutrons que permitem que a reação prossiga em cadeia. Qual o nome da reação que ocorre no reator nuclear para geração de energia. que fornecem energia a feixes de partículas subatômicas eletricamente carregadas, podendo ser encontrados nas televisões e geradores de raios-X, na produção de isótopos radioativos, na radioterapia do câncer, entre outras aplicações. No Brasil, o cíclotron, equipamento do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) da USP, é capaz de produzir elementos radioativos usados em diagnósticos complexos e no tratamento de doenças como o câncer ou bócio. O principal produto do aparelho é o flúor marcado com glicose (FDG), usado em exames oncológicos, cardiológicos e neurológicos de alta qualidade. Nestes exames, o paciente ingere uma solução de glicose contendo o isótopo radioativo flúor-18, e que sofre decaimento produzindo um isótopo de oxigênio, a partir da emissão de uma partícula. Dados: 147N; 168 O; 199 F a) Escreva a reação nuclear,usadas nos exames oncológicos, cardiológicos e neurológicos de alta qualidade. b) Identifique a partícula emitida na realização dos exames oncológicos, cardiológicos e neurológicos de alta qualidade. QUESTÕES RESPONDIDAS A LÁPIS SERÃO ANULADAS 05. A Organização das Nações Unidas (ONU) instituiu 2011 como o Ano Internacional da Química, para conscientizar o público sobre as contribuições dessa ciência ao bem-estar da humanidade, coincidindo com o centenário do recebimento do Prêmio Nobel de Química por Marie Curie. O prêmio recebido pela pesquisadora polaca teve como finalidade homenageá-la pela descoberta dos elementos químicos Polônio (Po) e Rádio (Ra). Na verdade, este foi o segundo prêmio Nobel recebido, sendo o primeiro em Física, em 1903, pelas descobertas no campo da radioatividade. Marie Curie, assim, se tornou a primeira pessoa a receber dois prêmios Nobel. Como outra homenagem, desta vez post mortem, os restos mortais de Marie Curie foram transladados em 1995 para o Panteão de Paris, local onde estão as maiores personalidades da França, em todos os tempos. Além disso, o elemento de número atômico 96 recebeu o nome Cúrio (Cm) em homenagem ao casal Curie, Marie e seu marido Pierre. Sabendo que o tempo de meia-vida para o Polônio é de 138,4 dias, qual o tempo mínimo, em dias, em que restará 12,5% da quantidade original de Polônio em uma amostra? 07. (FEPECS–DF) O carbona-14 em madeira viva decai a taxa de 16 dpm( desintegração por minutos) por grama de carbono. Se a meia-vida desse isótopo é de 5600 anos. Determine a idade aproximada de um pedaço de cadeira, encontrada num túmulo egípcio que apresentava, na época de seu descobrimento, uma taxa de 10 dpm. (Use log 2 = 0,3) 08. (FUVEST–SP/2011) Em 1921, E. Rutherford e J. Chadwick relataram que, ao bombardear átomos de nitrogênio (147N) compartículas alfa (núcleos de 24He), ocorria a liberação de prótons. Posteriormente, eles afirmaram: Não há informação sobre o destino final 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 experiência 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. 06. (UERJ/2011) Considere a tabela a seguir, na qual são apresentadas algumas propriedades de dois radioisótopos, um do polônio e um do rádio. Radioisótopo Meia-vida Polônio – 208 3 Rádio – 224 6 Partícula emitida 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 50 mg. Calcule a massa total, em miligramas, de radioisótopos presente no início do experimento. a) Com base nas informações acima, escreva a equação nuclear representativa da transformação que ocorre ao se bombardear átomos de nitrogênio com partículas alfa. b) O núcleo X formado na experiência descrita é um isótopo de nitrogênio? Explique sua resposta. Ensino Médio e Pré-vestibular