Química

Química
Fascículo 04
Elisabeth Pontes Araújo
Elizabeth Loureiro Zink
José Ricardo Lemes de Almeida
Índice
Radioatividade ...............................................................................................................................1
Exercícios............................................................................................................................................2
Gabarito.............................................................................................................................................3
Radioatividade
• É a emissão de Radiação de um núcleo instável, que se transforma em outro núcleo
instável ou estável (Desintegração de um isótopo).
Isótopos (átomos do mesmo elemento)
• N.o atômico igual (mesmo n.o de prótons).
• N.o de massa diferente (diferente soma prótons + nêutrons).
Isóbaros (átomos de elementos diferentes)
• N.o atômico diferente (diferente n.o de prótons).
• N.o de massa igual (mesma soma prótons + nêutrons).
Tipos de Radiação Naturais
α
íons de 2p e 2n
β
elétron (1 e–)
γ
ondas eletromagnéticas
Alfa
α
4
2
Beta
β
0
–1
Gama
γ
0
0
Leis das emissões radioativas
1.a Lei: Emissão α
A
Z
X → 42 α +
A–4
Z–2
Y
226
88
A
Z+1
Y
231
90
Ra → 42 α +
222
86
Rn
231
91
Pa
2.a Lei: Emissão β
A
Z
X →
0
–1
β +
Th →
0
–1
β +
Meia Vida (P)
• É o tempo necessário para que metade de uma amostra se desintegre.
Curva do decaimento radioativo do
226
88
Ra
8 átomos
P
Restam 4 átomos
1
Exercícios
01. (VUNESP/97) O acidente do reator nuclear de Chernobyl, em 1986, lançou para a atmosfera grande
quantidade de 90
38 Sr radioativo, cuja meia-vida é de 28 anos. Supondo ser este isótopo a única
contaminação radioativa e sabendo que o local poderá ser considerado seguro quando a quantidade
de 90
38 Sr se reduzir, por desintegração a 1 /16 da quantidade inicialmente presente, o local poderá ser
habitado novamente a partir do ano de:
a. 2014
b. 2098
c. 2266
d. 2986
e. 3000
02. (VUNESP/98) No processo de desintegração natural de 238
92 U, pela emissão sucessiva de partículas alfa
Os
números
de
partículas
alfa
e
beta emitidas neste processo são,
e beta, forma-se o 226
Ra.
88
respectivamente:
a. 1 e 1
b. 2 e 2
c. 2 e 3
d. 3 e 2
e. 3 e 3
03. (VUNESP/99) O tecnécio-99, um isótopo radioativo utilizado em Medicina, é produzido a partir do
molibdênio, segundo o processo esquematizado:
99
42
Mo →
t
= 6,0h
1/2
Tc + partícula X  
→ Produto Y + radiação γ
99
43
Define-se t1/2 (tempo de meia-vida) como o tempo necessário para que ocorra desintegração de
metade do total de átomos radioativos inicialmente presentes.
É correto afirmar que:
a. X é uma partícula alfa
b. X é uma partícula beta
c. ao final de 12 horas, toda a massa de 9943 Tc é transformada em produto Y
d. ao final de 12 horas, restam 72% da quantidade inicial de 9943 Tc
e. o produto final Y é um isótopo do elemento de número atômico 44
04. (FUVEST/99) Rutherford determinou o valor da constante de Avogadro, estudando a série radioativa
abaixo, onde está indicado o modo de decaimento de cada nuclídeo.
I
Ra → Rn →
α
α
218
84
II
III
α
β
Po → Pb → Bi → Po → Pb
β
α
a. Escreva as equações de desintegração dos nuclídeos nas etapas II e III da série dada. Indique todos os
números atômicos e de massa.
b. Calcule a constante de Avogadro, sabendo que:
• 1,0 g de rádio, Ra, produz 3,0x1015 partículas por dia, na etapa I da desintegração.
• Uma vez formado o radônio, Rn, este e os demais nuclídeos que o sucedem se desintegram
rapidamente até dar o último nuclídeo (Pb) da série apresentada.
• As partículas transformam-se em átomos de hélio.
• 1,0g de rádio, Ra, considerando-se todas as etapas da desintegração, produz, em 80 dias, 0,040mL
2
de gás hélio, medido a 25°C e 1 atm.
Dado: volume molar dos gases a 25°C e 1 atm = 25L/mol
05. (FUVEST/2000) Para diagnósticos de anomalias de glândulas tireóide, por cintilografia, deve ser
introduzido no paciente, iodeto de sódio, em que o ânion iodeto é proveniente de um radioisótopo
do iodo (número atômico 53 e número de massa 131). A meia-vida efetiva desse isótopo (tempo que
decorre para que metade da quantidade do isótopo deixe de estar presente na glândula) é de
aproximadamente 5 dias.
a. O radioisótopo em questão emite radiação β–. O elemento formado nessa emissão é 52Te, 127I ou
54Xe? Justifique.
b. Suponha que a quantidade inicial do isótopo na glândula (no tempo zero) seja de 1,000g e se
reduza, após certo tempo, para 0,125µg. Com base nessas informações, trace a curva que dá a
quantidade do radioisótopo na glândula em função do tempo, colocando os valores nas coordenadas
adequadamente escolhidas.
Gabarito
01. Alternativa b.
n →
1
1
1
1
1
n → n → n →
n
2
3
4
2
4
8
16
1 meia-vida = 28 anos
4 meias-vidas = 4 x 28 = 112 anos
(início) 1986 + 112 (anos decorrentes) = 2098
02. Alternativa d.
238
92
U → x 42 α +
0
–1
β +
226
88
Ra
índices superiores:
238 = x . 4 + y . 0 + 226
238 = 4x + 226
4x = 12
X = 3 (partículas α)
índices inferiores:
92 = x . 2 + y.(–1) + 88
92 = 3 . 2 – y + 88
y = 2 (partículas β)
03. Alternativa b.
X é uma partícula β
99
42
Mo →
04.
a. etapa II:
etapa III:
99
43
Tc +
0
–1
β
218
84
Po → 42 α +
214
82
218
82
Pb →
214
83
0
–1
β +
Pb
Bi
15
b. 1,0 g de Ra produz 3,0.10 partículas, portanto 3,0.1015 átomos de He, por dia.
Em 80 dias: 80 . 3,0.1015= 240.1015 átomos de He.
Como no total são 4α = 4. 240.1015 = 960.1015 átomos de He
3
0,040.10–3L ___ 960.1015átomos
x = 6.1023átomos
25L ___ x
05.
a. Ao emitir partícula beta (negativa), o número atômico do átomo aumenta em uma unidade, portanto
o elemento formado é o Xenônio
131
53
I →
0
–1
b. 1,000µg
4
β +
→
131
54
5 dias
Xe
0,500µg →
5 dias
0,250µg
→
5 dias
0,125µg