Que tal relembrar um pouco sobre a radioatividade e garantir uma boa pontuação na prova de Química do Enem?
Para estudar a radioatividade, primeiramente vamos entender o que é um elemento químico radioativo. É um elemento que possui seu núcleo muito energético, então ele tende a estabilizar-se emitindo o excesso de energia na forma de partículas e ondas.
O que é radioatividade
Um elemento pode emitir radiação, independente de seu estado físico (sólido, líquido ou gasoso) e de fatores químicos (temperatura e pressão em que se encontra), como por exemplo, o Urânio-238. Este isótopo, estando em qualquer estado físico ou mesmo ligado a outra espécie é, e sempre será, um elemento radioativo natural que emite radiações, sabe por quê? A radioatividade está relacionada diretamente com o núcleo atômico.
A descoberta da radioatividade
O fenômeno da radioatividade foi descoberto pelo físico francês Henri Becquerel, em 1896. Becquerel realizou diversos estudos e verificou que sais de urânio emitiam radiação semelhante à dos raios-X, impressionando chapas fotográficas.
Em 1897, a cientista polonesa Marie Sklodowska Curieprovou que a intensidade da radiação é sempre proporcional à quantidade do urânio empregado na amostra, concluindo que a radioatividade era um fenômeno atômico.
Tipos de radioatividade
A radioatividade das partículas Alfa, Beta e das ondas Gama são as mais comuns. O tipo de radiação determina o poder de penetração na matéria, que são, respectivamente, baixa, média e alta. Vamos entender cada uma delas:
Alfa (α) – são partículas pesadas de carga positiva, que desintegram do seu núcleo 2 prótons e 2 nêutrons. A sua radioatividade pode ser impedida por uma folha de papel.
Beta (β) – são partículas de carga negativa, que não contém massa. A sua radioatividade – superior à de alfa – pode penetrar uma folha de papel, mas não uma placa de metal.
Gama (γ) – são ondas leves, de altíssima frequência e que não possuem massa. A sua forte capacidade de penetração faz com que a sua radioatividade passe tanto pelo papel como pelo metal.
À medida que a radiação é emitida, o átomo se desintegra, o que resulta na sua transformação, pois é o número atômico que determina o elemento químico. O tempo que essa desintegração do elemento leva para reduzir a sua massa pela metade é chamado de meia vida ou período de semidesintegração.
O que é meia-vida
Meia-vida é o tempo necessário para que a atividade radioativa dos átomos seja reduzida à metade da atividade inicial.
Após o primeiro período de meia-vida, somente a metade dos átomos radioativos originais permanecem radioativos. No segundo período, somente 1/4, e assim por diante. Alguns elementos possuem meia-vida de frações de segundos. Outros, de bilhões de anos.
Relação entre massa e meia-vida
Nos períodos de semi-desintegração, a massa é reduzida pela metade, deixando ainda a outra metade por se desintegrar, que também passará pelo período de semi-desintegração e assim sucessivamente. E este processo vai acontecendo repetidamente de tal forma que a massa é reduzida, mas nunca chega a ser zero.
A relação entre massa e meia-vida é a seguinte:
M = M0 / 2x
onde M é a massa residual (em kg), M0 é a massa inicial (em kg) e x é a quantidade de meias-vidas. Essa expressão permite-nos perceber que os elementos radioativos duram eternamente!
Os resíduos dos materiais compostos por elementos radioativos representam um grande risco à população, uma vez que podem provocar doenças, tal como o câncer. Saiba um pouco mais sobre um dos maiores acidentes provocados por lixo radioativo: Acidente de Chernobyl ocorrido em 1996 na Ucrânia.
Resumo sobre radioatividade
Para entender melhor como funciona a radioatividade, assista ao resumo feito pela professora Larissa no vídeo a seguir!
Leis da radioatividade
As leis da radioatividade são a 1ª e a 2ª leis de Soddy. Vejamos a seguir o que dizem:
1ª Lei de Soddy
Um átomo instável emite uma partícula alfa (α), diminui o número atômico (Z) em duas unidades, ao passo que o número de massa (A) diminui em quatro unidades. Assim: 24α.
2º Lei de Soddy, Fajans e Russel
Um átomo instável emite uma partícula beta (β), aumenta o número atômico (Z) em uma unidade, ao passo que o número de massa (A) permanece o mesmo. Assim: -10β
Benefícios da radiação
Os usos da radioatividade podem apresentar benefícios ao homem e, por isso, é ela utilizada em diferentes áreas. Na medicina, ela é empregada no tratamento de tumores cancerígenos. Na indústria, é utilizada para obter energia nuclear. Enfim, na ciência a radioatividade tem a finalidade de promover o estudo da organização atômica e molecular de outros elementos.
Maleficamente, a radioatividade pode ser usada para a fabricação de poderosas bombas, como as bombas atômicas, onde a primeira destas foi testada no deserto de Alamogordo no Novo México. Duas bombas atômicas muito conhecidas foram as bombas lançadas primeiramente em Hiroshima e depois em Nagasaki, na Segunda Guerra Mundial pelos EUA ao Japão, causando mortes e destruição.
Exercícios sobre radioatividade
1- (Fatec) Em abril de 1986, um nome ficou na memória da humanidade: Chernobyl. Neste ano ―comemoram-se‖ os 20 anos do pior acidente da história da indústria nuclear. Supondo-se ser o Sr – 90, (cuja meia–vida é de 28 anos) a única contaminação radioativa, em 2098 a quantidade desse isótopo terá se reduzido a:
a) 1/2 da quantidade inicialmente presente.
b) 1/4 da quantidade inicialmente presente.
c) 1/8 da quantidade inicialmente presente.
d) 1/16 da quantidade inicialmente presente.
e) 1/32 da quantidade inicialmente presente.
2- (UFSCar) Uma das aplicações nobres da energia nuclear é a síntese de radioisótopos que são aplicados na medicina, no diagnóstico e tratamento de doenças. O Brasil é um país que se destaca na pesquisa e fabricação de radioisótopos. O fósforo-32 é utilizado na medicina nuclear para tratamento de problemas vasculares. No decaimento deste radioisótopo, é formado enxofre-32, ocorrendo emissão de:
a) partículas alfa.
b) partículas beta.
c) raios gama.
d) nêutrons.
e) raios X.
Respostas:
Questão 1. Alternativa D
Questão 2. Alternativa B
Simulado sobre radioatividade
Para fixar ainda melhor o conhecimento, resolva o simulado sobre radioatividade com 10 questões:
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Revisão
Pergunta 1 de 10
1. Pergunta
(Mackenzie SP/2017)
Recentemente, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) nomeou dois novos elementos químicos: o fleróvio (Fl) e o livermório (Lv). O livermório foi obtido a partir de uma reação de fusão nuclear do elemento cúrio com o cálcio, de acordo com a equação abaixo.
Por sua vez, o livermório sofre decaimento. Em 47 milissegundos, forma o fleróvio, como mostra a equação de decaimento abaixo.
Assim, x e y, presentes nas equações acima, representam, respectivamente,
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Pergunta 2 de 10
2. Pergunta
(Centro Universitário de Franca SP/2016)
O radioisótopo do iodo 131I é bastante utilizado em radiodiagnóstico da glândula tireoide, já que este órgão acumula metabolicamente o iodo. O gráfico apresenta a atividade de uma amostra de um radiofármaco marcado com 131I, em função do tempo.
O tempo, em dias, necessário para que a atividade caia para 7,5 MBq é igual a
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Pergunta 3 de 10
3. Pergunta
(IFGO/2016)
Considerando que uma espécie radioativa tem meia-vida média de 30 anos, o tempo, em anos, necessário para que uma determinada massa desse material radioativo seja reduzida a menos de 5% da massa inicial é
Correto
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Pergunta 4 de 10
4. Pergunta
(UFGD MS/2016)
Quando um átomo do elemento radioativo R emite uma partícula β dá origem ao xenônio, conforme representado a seguir.
Analise as seguintes afirmações sobre esta reação nuclear
I. A partícula β é constituída por apenas um elétron.
II. O elemento R é o bromo.
III. O número de massa A do xenônio é 131.
Está correto apenas o que se afirma em
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Pergunta 5 de 10
5. Pergunta
(UCS RS/2016)
Na esperança de reduzir o vetor do zika vírus até a realização dos Jogos Olímpicos, o Brasil vai avaliar o uso de radiação para combater o mosquito Aedes aegypti. A nova estratégia, proposta pela Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), é a de reverter a expansão da população de mosquitos. O plano consiste em expor os machos a raios gama e raios X para torná-los inférteis. A vantagem é que milhares de mosquitos seriam controlados, sem o uso de produtos tóxicos. Mas, o grande obstáculo é o volume de insetos que precisariam ser inicialmente esterilizados. Na prática, milhões de mosquitos teriam de ser expostos à radiação. A própria AIEA estima que o plano teria maiores chances de funcionar em cidades pequenas e não em metrópoles como o Rio de Janeiro. Ainda assim, os técnicos da AIEA são otimistas. “Se o Brasil soltar um número considerável de mosquitos machos nessas condições, levaria poucos meses para reduzir a população do Aedes aegypti”. Além do Brasil, países latino-americanos como Guatemala, El Salvador e México já estão em negociações com a AIEA.
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Pergunta 6 de 10
6. Pergunta
(UDESC SC/2016)
Considerando os modelos atômicos mais relevantes, dentro de uma perspectiva histórica e científica, assinale a alternativa correta.
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Pergunta 7 de 10
7. Pergunta
(ENEM/2016)
A energia nuclear é uma alternativa aos combustíveis fósseis que, se não gerenciada de forma correta, pode causar impactos ambientais graves. O princípio da geração dessa energia pode se basear na reação de fissão controlada do urânio por bombardeio de nêutrons, como ilustrado:
Um grande risco decorre da geração do chamado lixo atômico, que exige condições muito rígidas de tratamento e armazenamento para evitar vazamentos para o meio ambiente.
Esse lixo é prejudicial, pois
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Pergunta 8 de 10
8. Pergunta
(ENEM/2016)
Pesquisadores recuperaram DNA de ossos de mamute (Mammuthus primigenius) encontrados na Sibéria, que tiveram sua idade de cerca de 28 mil anos confirmada pela técnica do carbono-14
FAPESP. DNA de mamute é revelado. Disponível em: http://agencia.fapesp.br.
Acesso em: 13 ago. 2012 (adaptado).
A técnica de datação apresentada no texto só é possível devido à
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Pergunta 9 de 10
9. Pergunta
(UNITAU SP/2018)
Qual é o tempo necessário para que um elemento químico radioativo tenha sua massa diminuída em 99,902%?
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Pergunta 10 de 10
10. Pergunta
(Univag MT/2019)
A massa de uma amostra de 50 g de um isótopo radioativo diminui para 6,25 g em 15 anos. A meia-vida desse isótopo é
Correto
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