radioatividade - química

A RADIOATIVIADE NA MEDICINA

DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS:

131I : Tireóide.

32P : Tumores dos olhos e câncer de pele.

197Hg : Tumores cerebrais.

24Na : Obstruções do sistema circulatório.

TRATAMENTO DE DOENÇAS:

60Co : câncer.

131I : câncer na tireóide.

Por meio da irradiação, carnes e frutas

podem ser esterilizados

(ficando livres de fungos e bactérias)

ou ser conservados por um tempo

mais prolongado

A RADIOATIVIADE NA AGRICULTURA

A RADIOATIVIDADE NA

ARQUEOLOGIA E GEOLOGIA

Os três métodos mais comuns de

DATAÇÃO

são os baseados nas seguintes desintegrações:

238U 206 Pbpara : usado na datação de rochas.

40K 40 Arpara : usado na datação de rochas.

14C

14Npara : usado na datação de fósseis.

A RADIOATIVIDADE FONTE DE ENERGIA

REATOR NUCLEAR:

É um dispositivo que permite controlar o

processo de fissão nuclear

A energia liberada durante o processo é usada para

transformar água

líquida em vapor, que faz girar uma turbina,

gerando energia elétrica

ARMAZENAMENTO DO LIXO NUCLEAR

ARMAS NUCLEARES

A radioatividade natural ocorre,

geralmente, com os

átomos de números atômicos maiores que

82

É a propriedade que os núcleos instáveis

possuem de emitir partículas e radiações

eletromagnéticas,

para se tornarem estáveis

A reação que ocorre nestas condições, isto é,

alterando o núcleo do átomo chama-se

REAÇÃO NUCLEAR

As emissões radioativas

não são afetadas pelas variações de

temperatura, pressão,

estado físico, etc

As emissões radioativas naturais quando são

submetidas a um campo magnético ou elétrico sofre

uma subdivisão em três tipos bem distintos

++ + + + + + + + +

– – – – – – – – – –

material

radioativo

bloco de

chumbo

campo magnético

campo magnético

placa fluorescente

emissão beta

emissão gama

emissão alfa

( a )

As partículas alfa possuem carga

elétrica + 2,

devido aos prótons, e

massa igual a 4

( a )

São partículas constituídas por 2

PRÓTONS e 2 NÊUTRONS,

que são jogados, em alta velocidade,

para fora de um núcleo instável

Em 1911, Frederick Soddy enunciou a

1ª LEI DA RADIOATIVIDADE

“Quando um núcleo emite

uma partícula alfa, seu

número atômico

diminui de duas unidades e seu número de massa

diminui de quatro unidades”

Observe que a equação nuclear mantém um

balanço de massas e de cargas elétricas

nucleares

U Th+2

4

90

235

92

a231

( b )

São constituídas por

ELÉTRONS

atirados, em altíssima velocidade, para fora de

um núcleo instável

– 1

0b

Como não existe elétron no núcleo, ele é

formado a partir de um nêutron de acordo com

o esquema:

O próton permanece no núcleo;

o elétron e o neutrino são atirados

para fora do núcleo

nêutron próton + elétron + neutrino

n1

e+p0

1

+1

0

– 1+ h

0

0

Soddy, Fajans, Russell enunciaram a

2ª LEI DA RADIOATIVIDADE

“Quando um núcleo emite uma partícula

beta, seu número atômico

aumenta de uma unidade e

seu número de massa

permanece inalterado”

Bi Po84

210

83

210

– 1b

0

+

Observe que a equação nuclear

mantém um balanço de massas e de

cargas elétricas nucleares

As emissões gama

são ondas eletromagnéticas

semelhantes à luz

( g )

0

0g

01)(Covest-2004)O núcleo atômico de alguns elementos é

bastante instável e sofre processos radioativos para

remover sua instabilidade. Sobre os três tipos de

radiação , e , podemos dizer que:ba g

Ao emitir radiação ,um núcleo tem seu número

de massa aumentado.

0 0 a

1 1 Ao emitir radiação , um núcleo tem seu número

de massa inalterado.

b

2 2A radiação é constituída por núcleos de átomos de hélioa

3 Ao emitir radiação , um núcleo não sofre

alteração em sua massa.

3 g

Ao emitir radiação , um núcleo tem seu número atômico

aumentado em uma unidade.

b4 4

02) Quando um átomo emite uma partícula alfa e, em

seguida, duas partículas beta, os átomos inicial e

final:

a) Têm o mesmo número de massa.

b) São isótopos radioativos.

c) Não ocupam o mesmo lugar na tabela periódica.

d) Possuem números atômicos diferentes.

e) São isóbaros radioativos.

A

Y XZ

2+ +– 1

0ba

2

4

Z’

A’

A = 4 + A’

Z = 2 – 2 + Z’

Z = Z’

Têm mesmo número atômico e

diferentes números de massa,

então, são ISÓTOPOS

03) Ao se desintegrar, o átomo Rn emite 3 partículas

alfa e 4 partículas beta. O nº atômico e o nº de

massa do átomo final são, respectivamente:

86

222

a) 84 e 210.

b) 210 e 84.

c) 82 e 210.

d) 210 e 82.

e) 86 e 208.

3

222

Rn X86

4+ +– 1

0ba

2

4

Z

A

86 = 3 x 2 + 4 x (– 1) + Z

Z = 86 – 2

Z = 84

86 = 6 – 4 + Z

222 = 3 x 4 + 4 x 0 + A

222 = 12 + A

222 – 12 = A

A = 210

04) Na transformação U em Pb, quantas partículas

alfa e quantas partículas beta foram emitidas por

átomo de urânio inicial?

92

238

82

206

a) 8 e 6.

b) 6 e 8.

c) 4 e 0.

d) 0 e 4.

e) 8 e 8. 82

206x

238U Pb

92y+ +

– 1

0ba

2

4

238 = 4 x x + 206

4 x x = 238 – 206

4 x x = 32

x = 32 : 4

x = 8 partículas alfa

92 = 2 x 8 – y + 82

92 = 16 – y + 82

y = 98 – 92

y = 6 partículas beta

05) Na família radioativa natural do tório, parte-se do tório,

Th , e chega-se no Pb. Os números de partículas

alfa e beta emitidas no processo são, respectivamente:90

232

82

208

a) 1 e 1.

b) 4 e 6.

c) 6 e 4.

d) 12 e 16.

e) 16 e 12.

82

208x

232Th Pb

90y+ +

– 1

0ba

2

4

232 = 4 x x + 208

4 x x = 232 – 208

4 x x = 24

x = 24 : 4


90 = 2 x 6 – y + 82

90 = 12 – y + 82

y = 94 – 90


06) (UFF-RJ) Dada a série do urânio abaixo representada, assinale

a alternativa que apresenta, respectivamente, o número de

nêutrons, prótons e elétrons emitidos na desintegração de um

núcleo de U até Pb.92

238

82

206

a) 32, 32 e 10.

b) 16, 16 e 6.

c) 10,10 e 5.

d) 8, 8 e 6.

e) 8, 8 e 5.

82

206x

238U Pb

92y+ +

– 1

0ba

2

4

238 = 4 x x + 206

4 x x = 238 – 206

4 x x = 32

x = 32 : 4


92 = 2 x 8 – y + 82

92 = 16 – y + 82

y = 98 – 82


NÊUTRONS

8 x 2 = 16

PRÓTONS

8 x 2 = 16

ELÉTRONS

6 x 1 = 6

O poder de ionização das emissões

se encontra na seguinte

ordem crescente:

g b a< <

g

b

a

FOLHA DE

PAPEL

2 mm de

CHUMBO

6 cm de

CHUMBO

gba <<

01) Relacione as radiações naturais alfa, beta e gama com

suas respectivas características:

1. alfa. 2. beta. 3. gama.

Possui alto poder de penetração, podendo causar

danos irreparáveis ao ser humano.3

2

3

1

São partículas leves, com carga elétrica negativa

e massa desprezível

São ondas eletromagnéticas semelhantes aos raios X, não

possuem carga elétrica nem massa.

São partículas pesadas de carga elétrica positiva que, ao

incidirem sobre o corpo humano, causam apenas queimaduras

leves.

A seqüência correta, de cima para baixo, é:

a) 1, 2, 3, 2.

b) 2, 1, 2, 3.

c) 1, 3, 1, 2.

d) 3, 2, 3, 1.

e) 3, 1, 2, 1.

É o conjunto de elementos que têm origem na emissão de

partículas alfa e beta, resultando, como elemento final, um

isótopo estável do chumbo

SÉRIES RADIOATIVAS

NOME DA SÉRIE 1º ELEMENTO ÚLTIMO ELEMENTO

Existem três séries radioativas naturais

e uma artificial

Nº DE MASSA

TÓRIO

URÂNIO

ACTÍNIO

NETÚNIO

Th Pb232

90 82

2084n

4n + 1

4n + 2

4n + 3

U Pb92

238 206

82

U Pb92

235 207

82

Np Bi93

237 209

83

Th90

232

Ra88

228

Ac89

228Th90

228

Ra88

224

Rn86

220

Po84

216

Pb82

212

Bi83

212Po84

212

Pb82

208

78

80

82

84

86

88

90

92

Np93

237

Pa91

233

U92

233

Th90

229

Ra88

225

Ac89

225

Fr87

221

At85

217

Bi83

213

Po84

213

Pb82

209

Bi83

209

94

80

82

84

86

88

90

92

78

80

82

84

86

88

90

92

U92

238

Th90

234

Pa91

234U

92

234

Th90

230

Ra88

226

Rn86

222

Po84

218

At85

218

Bi83

214

Po84

214

Pb82

210

Pa83

210

Po84

210

Pb82

206

78

80

82

84

86

88

90

92

U92

235

Th90

231

Pa91

231

Ac89

227

Th90

227

Ra88

223

Rn86

219

Po84

215

At85

215

Bi83

211

Po84

211

Pb82

207

Podemos identificar a série radioativa

de um nuclídeo através das expressões:

O número de massa (A) dos elementos desta

série é representado pela expressão:

A = 4 x n

Ra236

236 4 59: = com resto zero, isto é,

236 = 4 x 59



A = 4 x n + 2

Th234

234 4 58: = com resto 2, isto é,

234 = 4 x 58 + 2



A = 4 x n + 3

Pa234

231 4 57: = com resto 3, isto é,

231 = 4 x 57 + 3

É o tempo necessário para que a quantidade de

uma amostra radioativa seja reduzida à metade

mo mo

m =x

P

2

P

mo

4

P

mo

8

P ...mo

16

mo

2

t = x . P

01) Uma substância radiativa tem meia-vida de 8h.

Partindo de 100 g do material radiativo, que

massa da substância radiativa restará após 32 h?

a) 32 g.

b) 6,25 g.

c) 12,5 g.

d) 25 g.

e) 50 g.

m 0 = 100g

t = 32 h

P = 8 h

m = ?

m =x

mo

2

t = x . P

x = t : P

x = 32 : 8

x = 4

=16

100= 6,25g

100g

8 h

50g

8 h

25g

8 h

12,5g

8 h

6,25g

outro modo de fazer

02) O iodo 125, variedade radioativa do iodo com

aplicações medicinais, tem meia-vida de 60 dias.

Quantos gramas do iodo 125 irão restar, após 6

meses, a partir de uma amostra contendo 2,0g do

radioisótopo?

a) 1,50g.

b) 0,75g.

c) 0,66g.

d) 0,25g.

e) 0,10g.

m 0 = 2,0 g

t = 6 meses

P = 60 dias

m = ?

= 2 meses

= = 3 meias-vidasx

m =

2

2

3=

8

2= 0,25g

6

2

03) Um elemento radiativo tem um isótopo cuja

meia – vida é 250 anos. Que percentagem da

amostra inicial, deste isótopo, existirá depois

de 1000 anos?

a) 25%.

b) 12,5%.

c) 1,25%.

d) 6,25%.

e) 4%.

m 0 = 100%

t = 1000 anos

P = 250 anos

m = ?

= = 4 meias-vidasx

m =

2

250

4=

16

100= 6,25%

1000

100

Verifica-se que o

PERÍODO DE SEMIDESINTEGRAÇÃO

ou

MEIA-VIDA

é aproximadamente 70% da VIDA MÉDIA do respectivo

isótopo radioativo

01) Qual a vida – média dos átomos de uma

amostra radioativa, sabendo que, em 63 h de

de desintegração, 40g dessa amostra se reduzem

a 5g?

a) 21 h.

b) 15 h.

c) 7 h.

d) 30 h.

e) 63 h.

m 0 = 40g

t = 63 h

P =

m = 5g

VM = ?

40g 20g 10g 5gPPP

x = 3 meias-vidas

3

6321 h

P = 0,7 x VM

=

21 = 0,7 x VM

VM =21

0,7= 30 h

O lançamento de partículas

contra o núcleo de um átomo, realizado em condições

controladas de laboratório, transforma um átomo em

outro

Esta transformação recebe o nome de

TRANSMUTAÇÃO ARTIFICIAL

N O2 2a

4

2+ + p 1

1

É a divisão de um núcleo

em dois núcleos menores, com a liberação de uma quantidade

de energia muito grande

Uma fissão nuclear importante é reação que explica o

princípio de funcionamento da bomba atômica

U Krn Ba+ +92

235

56

140

36

93

01 n+

013

01) (Covest – 98) Uma das mais famosas reações

nucleares é a fissão do urânio usada na bomba

atômica:

U Xn Ba+ +92

235

56

139

Z

A

0

1 n+0

13

Qual o valor do número atômico do elemento X,

nesta reação?

92 + Z56= –Z = 92 56

Z = 36

02) Na reação de fissão:

U .......n Rb+ +92

235

37

90

Cea)

0

1 n+0

12

O produto que está faltando é o:

b)

c)

d)

e)

La

Sm

Eu

Cs

144

58

146

57

160

62

157

63

144

55

XZ

A

+ +235 901 + 2A=

–236 92 = 144A= A

+92 37 Z=

–92 37 Z= = 55Z

É a junção de núcleos atômicos produzindo um núcleo maior,

com liberação de uma

grande quantidade de energia

Este processo ocorre no sol, onde núcleos de hidrogênio leve se

fundem,

formando núcleos de hélio, com liberação de grande quantidade

de energia

1HeH

1energia+4

2

4b

+1

0+2

01) Na reação de fusão nuclear representada por:

1nH

3+

4

0

1+

1H

2E

Ocorre liberação de um nêutron (n). A espécie E

deve ser:

a) 2 prótons e 2 nêutrons.

b) 2 prótons e 3 nêutrons.

c) 2 prótons e 5 nêutrons.

d) 2 prótons e 3 elétrons.

e) 4 prótons e 3 elétrons.

+2 3 + 1A=

A = 5 – 1

A = 4

+1 1 Z=

Z = 2

E2

2 prótons

N = 4 – 2 = 2 nêutrons

02) (Covest – 2006) Os elementos químicos, em sua

maioria, foram, sintetizados através de processos

nucleares que ocorrem em estrelas. Um exemplo

está mostrado na seqüência de reações abaixo:

He4

+He4

I ) Be8

He3

+Be8

II ) C12 g+

Destas reações, podemos afirmar que:

1) São reações de fissão nuclear.

2) Na reação (II), deveria estar escrito He no

lugar de He.

3) He e He são isótopos.

Está(ão) correta(s):

a) 1, 2 e 3

b) 1 apenas

c) 3 apenas

d) 1 e 2 apenas

e) 2 e 3 apenas

4

4

3

8

3

As reações produzem núcleos maiores

que os iniciais, então, é uma FUSÃO

F

+ 3 = 12 + 0se4

V

São átomos de mesmo elemento

químico e diferentes números de

massa, então são ISÓTOPOSV

03) Na determinação da idade de objetos que

fizeram parte de organismos vivos, utiliza-se o

radioisótopo C, cuja meia-vida é em torno de

5700 anos. Alguns fragmentos de ossos

encontrados em uma escavação possuíam C

radioativo em quantidade de 6,25% daquela

dos animais vivos. Esses fragmentos devem ter

idade aproximada de:

14

14

a) 5700 anos.

b) 11400 anos.

c) 17100 anos.

d) 22800 anos.

e) 28500 anos.

100%

50%

25% 12,5% 6,25%5700 a

x 5700

5700 a

5700 a

5700 a

t = 4

22800 anost =

04) O acidente do reator nuclear de Chernobyl, em 1986,

lançou para a atmosfera grande quantidade de Sr

radioativo, cuja meia-vida é de 28 anos. Supondo ser

este isótopo a única contaminação radioativa e que

o local poderá ser considerado seguro quando a

quantidade Sr se reduzir, por desintegração a

1/16 da quantidade inicialmente presente, o local

poderá ser habitado novamente a partir do ano de:

3890

38

90

a) 2014.

b) 2098.

c) 2266.

d) 2986.

e) 3000.

mo

2

mo

28 anos

x 2828 anos

28 anos

t = 4

112 anost =

mo

4

28 anos

mo

8

mo

16

Será habitado em:

1986 + 112 = 2098

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