EREM Jornalista Trajano Chacon Química | Flávia Araújo Exercícos propostos – Unidade II de 2011 (3anos) RADIOATIVIDADE (Cada questão vale 0,2 pontos) 1) (UFPE) Isótopos radioativos de iodo são utilizados no diagnótico e tratamento de problemas da tireóide e são, em geral, ministrados na forma de sais de iodeto. O número de prótons, nêutrons e elétrons no isótopo 131 do iodeto modelo 13153I- são, respectivamente: B) 53, 78, 54. C) 53, 131, 53. D) 131, 53, 131. E) 52, 78, 53. A) 53, 78, 52. Comentários: Para átomos neutros Z = p = e Para íons, temos: (ânions) Z = p ≠ e (e>p) (cátions) Z = p ≠ e (e<p) Então: para o íon dissociado dos sais de iodeto, em forma do isótopo 13153I-, teremos: Z = p = 53 A = n + p 131 = n + 53 n = 131 – 53 n = 78 e = 54 14 N7 + 1n0 14C6 + 1H1 14 C + O2 14CO2 2) (Fuvest-SP) Em 1995, o elemento de número atômico 111 foi sintetizado pela transformação nuclear: 28Ni64 + 83Bi209 111Rg272 + nêutron Esse novo elemento, representado por Rg, é instável. Sofre decaimento: 111Rg272 109Mt268 107Bh264 105Db260 103Lr256 101Md252 Nesse decaimento, liberam-se apenas: A) nêutrons. B) prótons. C) partículas α e β. D) partículas α. E) partículas β. Comentários: 111Rg272 2α4 + 109Mt268 109Mt268 2α4 + 107Bh264 107Bh264 105Db260 2α4 + 105Db260 2α4 + 103Lr256 103Lr256 2α4 + 101Md252 3) (Vunesp-SP) Em Goiânia, 100g de 137CsCl foram liberados de uma cápsula, antes utilizada em radioterapia, e causaram um grave acidente nuclear. O gráfico representa a cinética de desintegração desse isótopo. Para o 137Cs, o tempo de meia-vida e o tempo para que 87,5% tenha se desintegrado são, em anos, respectivamente: A) 60 e 30. B) 30 e 7,5. C) 60 e 90. D) 30 e 90. E) 120 e 60. Comentários: De acordo com o gráfico a cada 30 anos que se passam completa-se um período de meia-vida (P) e a massa da amostra inicial cai pela metade. O tempo para que 87,5% se desintegre (elemento FILHO)é porque só irá restar 12,5% da amostra inicial (elemento PAI), logo temos: 14 C6 14N7 + β- Assim que um organismo morre, ele pára de absorver novos átomos de carbono. A relação de 12C por 14C no momento da morte é a mesma que nos outros organismos vivos, mas o 14C continua a decair e não é mais reposto. A atmosfera da Terra é constantemente bombardeada por partículas sub-atômicas vindas do exterior, os chamados "raios cósmicos". Boa parte desses raios cósmicos são prótons de alta velocidade, vindos do Sol ou de locais mais ermos do universo. Esses prótons, quando atingem as camadas mais altas da nossa atmosfera, se chocam com os átomos que vão encontrando e, nas colisões, arrancam neutrons dos núcleos desses átomos. 5) (UPE/SSA2010) Em relação às propriedades radioativas, são feitas as seguintes proposições: I. A existência de núcleos estáveis, constituídos de dois ou mais prótons, é justificada pela ação da força nuclear, que só se manifesta a grandes distâncias entre os núcleons. II. É fato constatado experimentalmente que a massa de um núcleo é sempre inferior à soma das massas de nêutrons e prótons constituintes. III. Nas reações de desintegração radioativa, há uma igualdade no número total de partículas nucleares (núcleons) envolvidas na reação. IV. A meia-vida do decaimento radioativo está relacionada, apenas, com a quantidade inicial da amostra radioativa a ser desintegrada. São VERDADEIRAS: A) I e II. B) I e III. C) II e IV. D) III e IV. E) II e III. Comentários: I. Os núcleos instáveis ou radioativos são determinados pela relação entre prótons e nêutrons. II. É verdadeiro devido às partículas subatômicas. III. É sempre mantido o balanceamento de cargas e massas dos participantes das reações nucleares. IV. A meia-vida depende apenas do elemento radioativo e não das quantidades iniciais do material. 6) (ITA) O que acontece com o número de massa e com o número atômico de um núcleo instável se ele emite uma partícula beta? Número de Massa Número Atômico A) sem alteração aumenta de 1 unidade B) sem alteração diminui de 1 unidade C) diminui de 1 unidade sem alteração D) aumenta de 1 unidade sem alteração E) diminui de 1 unidade aumenta de 1 unidade Comentários: O núcleo que emite (elemento PAI) uma partícula β se transforma num novo núcleo (elemento FILHO) continua com mesmo A e um próton a mais, logo Z = p + 1. 7) (UFPE) A primeira transmutação artificial de um elemento em outro, conseguida por Rutherford em 1919, baseou-se na reação 4) (UPE/SSA2010) - Um fragmento de tecido encontrado em uma escavação arqueológica apresentou atividade radioativa do carbono-14 de 3,5 desintegrações/min.g. Admita que a taxa de desintegração atual do carbono-14 na matéria viva é de 14 desintegrações/min.g. A idade, em anos, aproximada, para esse fragmento de tecido é: (meia-vida do carbono -14 = 5.730 anos.) A) 8.595 B) 11.460 C) 17.190 D) 5.730 E) 22.920 Comentários: 14 des/min.g 7 des/min.g 3,5 des/min.g Ocorreram três meias-vidas, como t = x . P, então t = 3 x 5700 = 11460 anos 14 4 → * + H1 7N + 2He 1 É CORRETO afirmar que: A) núcleo * tem dezessete nêutrons. B) átomo neutro do elemento * tem oito elétrons. C) núcleo 1H1 é formado de um próton e um neutron. D) número atômico do elemento * é 8. E) número de massa do elemento * é 17. Comentários: B, D, E estão corretas, pois sempre é mantido o balanceamento de cargas e massas dos participantes das reações nucleares. EREM Jornalista Trajano Chacon 8) (UFPE) Em um material radioativo emissor de partículas α, foi observado que, após 36 horas, a intensidade da emissão α estava reduzida a 50% do valor inicial, e a temperatura do material havia passado de 20 para 35 graus centígrados. Sabendo-se que o elemento emissor possui número de massa par, podemos afirmar que: A) o tempo de meia vida do elemento radioativo é de 36/2, ou seja, 18 horas. B) o tempo de meia vida é indeterminado, uma vez que a temperatura variou durante a medição. C) o elemento emissor deve possuir número atômico par, uma vez que tanto o número de massa quanto o número atômico das partículas α são pares. D) o elemento emissor deve possuir número atômico elevado; esta é uma característica dos elementos emissores de radiação α. E) a emissão de partícula α, muito provavelmente, deve estar acompanhada de emissão β, uma vez que o tempo de meia vida é de somente algumas horas. 9) (FUVEST) A seguinte declaração foi divulgada no jornal eletrônico FOLHA.com – mundo em 29/05/2010: “A vontade do Irã de enriquecer urânio a 20% em seu território nunca esteve sobre a mesa de negociações do acordo assinado por Brasil e Turquia com Teerã, afirmou nesta sexta-feira o ministro das Relações Exteriores brasileiro Celso Amorim”. Enriquecer urânio a 20%, como mencionado nessa notícia, significa: 2Al3+ Química | Flávia Araújo 6e 2Al(s) 6.(96500C) -------------- 2.(27g) 14400C ------------------ x + x= 54g.14400C ∴ x ≅ 1,34 g 6.96500C 12) (UPE-2009-Q2) Numa cuba de galvanoplastia, cujo cátodo tem uma área de 100 cm2, contendo uma solução aquosa de nitrato de prata, passa-se uma corrente elétrica de 1,93A durante 25min. Admita que a massa de prata depositada no cátodo se deposite uniformemente, por toda a área do cátodo. Em relação a essa experiência de prateação, é CORRETO afirmar que: Dados: M(Ag) = 108g/mol, d(Ag) = 10,0g/cm3 A) a massa de prata depositada no cátodo é igual a 3,50g. B) a espessura da camada de Ag depositada no cátodo é de 3,24.10-3cm. C) a carga que atravessou a cuba durante os 25min é igual a 3.000 C. D) a massa de prata depositada no cátodo é igual a 7,0g. E) a quantidade de Ag presente na solução é insuficiente para cobrir toda a área do cátodo. Comentários: Lembre-se: 1mol de e- transporta uma carga de NOTE E ADOTE As porcentagens aproximadas dos isótopos 238U e 235U existentes em uma amostra de urânio natural são, respectivamente, 99,3% e 0,7%. A) aumentar, em 20%, as reservas conhecidas de urânio de um território. B) aumentar, para 20%, a quantidade de átomos de urânio contidos em uma amostra de minério. C) aumentar, para 20%, a quantidade de 238U presente em uma amostra de urânio. D) aumentar, para 20%, a quantidade de 235U presente em uma amostra de urânio. E) diminuir, para 20%, a quantidade de 238U presente em uma amostra de urânio. Comentários: Enriquecer urânio a 20%, como mencionado nessa notícia, significa aumentar, para 20%, a quantidade de 235U presente em uma amostra de urânio. 10) (FUVEST) Em 1921, E. Rutherford e J. Chadwick relataram que, ao bombardear átomos de nitrogênio 147 N com partículas alfa (núcleos de 24 He ), 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. 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. Comentários: a) Equação nuclear representativa da transformação: 14 7 4 2 1 1 N + α → p + X, então 14 7 N + 24 α → 11p + e– X b) Isótopos apresentam o mesmo número de prótons. Como o número de prótons do nitrogênio é sete e do núcleo X formado é 8 ( 8 O ), o núcleo X não é um isótopo de nitrogênio. ELETRÓLISE (cada questão vale 0,25 pontos) 11) Quantos gramas de alumínio se libertam na eletrólise ígnea de (sulfato de alumínio) Al2(SO4)3 pela passagem de uma corrente elétrica de 4A durante 1 hora? (Massa molar: Al = 27g/mol) A) 1,34 g. B) 2,68 g. C) 4,00 g. D) 6,32 g. E) 10,7 g Para: Al3+ + 3e- Al(s) e, se: Q ∴ Q = i..t t Ag(s) 96500C ------ 108g 1,93.25.60 --- m m = 3,24g A densidade pode ser calculada por: d = m ∴ m = d .V V m=dxV 3,24g = 10g/cm3 x V, então: V= 3,24 g = 0,324cm3 10 g / cm3 V = Área x altura (espessura) 0,324cm3 = 100cm2 x h, então: h = 0,00324cm = 3,24 x 10–3 cm 13) (UPE/SSA2010) Em relação à eletrólise, analise as afirmativas e conclua. 0 0 Na eletrólise ígnea do hidróxido de sódio a 500ºC, ocorre, no ânodo, a descarga da hidroxila, produzindo água e gás oxigênio. 1 1 A eletrólise do ácido sulfúrico, diluído em solução aquosa, com eletrodos inertes, produz, no cátodo, uma mistura de gases hidrogênio e oxigênio. 2 2 O ácido sulfúrico é formado na eletrólise, em solução aquosa com eletrodos inertes do sulfato de zinco. 3 3 Ocorre, apenas, a eletrólise da água, quando se eletrolisa o nitrato de sódio em solução aquosa, diluída com eletrodos inertes. 4 4 Na eletrólise do ácido sulfúrico em solução aquosa concentrada, no cátodo, forma -se o ácido H2S2O8 devido à oxidação do H2SO4. Comentários: Importante lembrar! 14) (Covest-91) Qual a produção diária, em toneladas de alumínio, de uma industria que utiliza uma corrente elétrica de 3,0 x 106 A, para a redução eletrolítica deste metal em AlCl3 fundido? Dados: 1 F (Faraday) = 96500 C (Coulomb) Al = 27g / mol Comentários: Lembre-se: 1mol de e- transporta uma carga de 96400C = 1F AlCl3 Al3+ + 3ClAl3+ + 3e Al(s) i= 3.(96500C) ---------------------- 27g 3,0.106A x 24h.60m.60s ---- x Q ∴ Q = i..t t 259200.10 6 C.27 g 3.96500C 6998400.10 6 g x= 289500 x ≅ 24.10 6 g ∴ x = 24t x= Comentários: Temos que: Al2(SO4)3 2Al3+ + 3SO42- i= Semi-reação anódica da água (+): 2OH-(aq) → H2O(l) + ½O2(g) + 2eSemi-reação catódica da água (-): 2 H+(aq) + 2e- → H2(g) A Z 17 8 Ag+ + 96400C = 1F i( A) = Q(C ) ∴ Q(C ) = i( A).t ( s) t (s) Q = 4 A.3600s Q = 14400C Lembre-se: 1mol de e- transporta uma carga de 96400C = 1F