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RAIOS X, RADIOATIVIDADE E A QUÍMICA DO CARBONO - 14 PIBID QUÍMICA Ana Claudia Liz Mariela Andressa Marceno Matheus Marques Gabriela Lessa Nayara Mendes

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Page 1: RAIOS X, RADIOATIVIDADE E A QUÍMICA DO CARBONO - 14 · O equipamento era um cilindro com uma pastilha de Selênio-75. ... grafite,do aço,ou seja,de substâncias inorgânicas

RAIOS X,

RADIOATIVIDADE E

A QUÍMICA DO CARBONO - 14

PIBID – QUÍMICA

Ana Claudia Liz Mariela

Andressa Marceno Matheus Marques

Gabriela Lessa Nayara Mendes

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Sumário

A descoberta do raio X

Como são produzidos os raios-

X

Utilização dos raios-X

Henri Becquerel

A descoberta da radioatividade

O casal Curie

A radioatividade é um fenômeno

natural

Emissões radioativas

Aplicações errôneas da

radioatividade

Fissão Nuclear

Projeto Manhattan

Acidentes Nucleares

Efeitos da radiação

Aplicações da radioatividade

Quimioterapia

Radioterapia

CARBONO-14

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A descoberta dos raios X

O físico holandês Wilhelm Conrad

Röntgen, estava fazendo mais uma

experiência com descargas elétricas nos

tubos de raios catódicos, estudando o

fenômeno da emissão de luz, produzida

pelos raios no tubo.

Figura 2: Tubo de raios catódicos

Figura 1: Wilhelm Röntgen

A excitação dos elétrons de

certas substâncias produz

emissão de luz por

fluorescência ou por

fosforescência.3

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Como são produzidos os raios-X

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Figura 3: Esquema de um tubo de raios X. Os raios catódicos

emitidos do eletrodo atingem o alvo. Esta colisão gera raios X.

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Radiografias

realizadas por

Röntgen

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Figura 4: (a) Ossos da mão de Bertha

Röntgen; (b) caixa de madeira contendo

pesos de balança; (c) bússola, com caixa

metálica, com escala em tinta metálica;

(d) amostra de metal mostrando

irregularidades.

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Utilização dos raios X

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Figura 6: Sistema de

segurança dos aeroportos.

Figura 8: Escâner

corporal, usando

equipamento emissor de

raios X.

Figura 5: A polícia

o utiliza para

inspecionar o

interior dos

veículos.

Figura 7: Usado na medicina

para detectar uma fratura,

corte ou uma inflamação.

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A descoberta da

Radioatividade por

Becquerel, em 1896, foi outra

grande descoberta da

humanidade, pela

contribuição ao nosso

conhecimento sobre a

estrutura da matéria e pelas

inúmeras contribuições em

campos dos mais variados.

Henri Becquerel

Figura 9: Becquerel estudava a

fluorescência e fosforescência dos

materiais.

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A descoberta da radioatividade

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Imagem 10:

Composto de urânio

K2UO2(SO4) 2.

.

Figura 11: Demonstração sobre o

experimento de Becquerel.

Figura12: Filme

usado por Becquerel

em sua descoberta

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O casal Curie

Pesquisaram os „Raios deBecquerel‟ em outros elementosalém do urânio, e dois anos maistarde descobriram os elementospolônio e o rádio no minériopechblenda.

O casal Curie recebeu o PrêmioNobel de Física em 1902. Figura 15 e16: Pierre e Marie Curie

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Figura 14: Elementos da tabela periódica,

descoberto pelo casal Curie

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A Radioatividade é um fenômeno natural

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Figura 17:Emissão espontânea de radiações de núcleos instáveis de átomos.

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Emissões radioativas

Ernest Rutherford realizou um experimento que

identificou a natureza da radioatividade, mostrando que ela

se originava do núcleo.

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Figura18: Experimento com bombardeamentos na folha de ouro com partículas alfa (α).

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Aplicações Errôneas da Radioatividade

Produto Emprego

Coquetel fluorescente para

bailes e festas

Impressionar os convidados com os efeitos luminosos

Baralho Tornar o jogo mais emocionante e divertido

ContraceptivosMatar espermatozoides e esterilizar a vagina, evitando

doenças sexualmente transmissíveis

Cigarros Prevenir enfermidades pulmonares

Tabela 1: Produtos com radioatividade adicionada e suas finalidades

Figura 20: “Radio e

Beleza”, propaganda de

produtos radioativos de

beleza para mulheres.

Figura 19: “Radium Radia”, água

contendo radioatividade

adicionada. Contudo tratava- se

de uma fraude.

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Fissão Nuclear

Na década de 1930, Otto Hahn, Fritz

Strassmann e Lise Meitner, estudando a

produção de elementos mais pesados que

o urânio, realizaram experimentos de

bombardeio com nêutrons. Obtiveram

elementos de massa menor em um

processo denominado fissão nuclear.

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Figura 21: Fritz Strassmann, Lise

Meitner e Otto Hahn .

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n + 92U235

36Kr91 + 56Ba142 + 3n15

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Reator nuclear

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Radiação do Urânio-238

A equação a seguir representa a emissão de radiação

alfa por átomos de urânio-238 (238U).

92U238

90Th234 + 2α

4

Observe que a soma dos números de massa é igual

nos dois membros da equação.

Número de massa (A): 238 = 234 + 4

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Surgiu nos Estados Unidos em 1941 e tinha por objetivo a

construção e o desenvolvimento de armas nucleares.

Em 1942, iniciou-se a "Era Atômica", com a operação do

primeiro reator nuclear.

Já em 1945, as explosões de duas bombas atômicas levaram

à rendição do Japão e ao final da Segunda Guerra Mundial.

Radiação do Projeto Manhattan

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Figura 22: Bomba Atômica

lançada sobre a cidade de

Hiroshima em 06/08/1945

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Em 1986, em Chernobyl, o descontrole da reação provocou um

incêndio e a consequente liberação de material radioativo.

Acidentes Nucleares

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Figura 23 e 24: Pessoas que tiveram problemas de deformação.

Figura 25: O reator nuclear após o desastre. O

Reator 4 (centro). Prédio da turbina (inferior à

esquerda).Reator 3 (centro-direita).

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1. Quantidade de combustível nuclear

2. Diferenças na reação nuclear

3. Localização

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Por que Hiroshima e Nagasaki são habitáveis e Chernobyl não?

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Em 1987, ocorreu o acidente radiológico de Goiânia (GO). Dois

catadores de lixo encontraram uma cápsula contendo o isótopo

de césio-137 abandonada em um hospital desativado.

13 de setembro como o Dia Nacional de Luta dos Acidentados

por Fontes Radioativas.

Acidentes Nucleares no Brasil

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Figura 26: Vítima mostra sequelas

Figura 27: Leide

Ferreira, vítima

fatal do acidente

(arquivo pessoal).

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No ano de 2012, em Duque de Caxias no Rio de Janeiro, foi

roubado um carro, onde no porta-malas estava um equipamento

industrial radioativo.

O equipamento era um cilindro com uma pastilha de Selênio-75.

Acidentes Nucleares no Brasil

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Figura 28 e 29: Foto divulgada mostra caixa metálica similar à roubada

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No Japão em 12 de março de 2011, um terremoto de 9

pontos da Escala Richter causou estragos na usina nuclear

Daiichi, em Fukushima.

Os elementos radioativos emitidos foram: Césio-137 e 134,

Iodo-131 e Plutônio.

Acidentes Nucleares

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Figura 30: Usina Nuclear de Fukushima Daiichi

Figura 31: Grandes alterações genéticas .

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Efeitos da radiação

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A energia nuclear encontra-se presente em nosso cotidiano. O

maior exemplo é o aumento na quantidade de energia elétrica

gerada a partir de reatores nucleares.

Na medicina, é bastante utilizada em exames e no tratamento

de doenças. Ex: radiografia, tomografia e radioterapia.

Em química: técnicas que visam a determinação de

radioisótopos com segurança no laboratório.

Aplicações da radioatividade

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A quimioterapia é o método que utiliza

compostos químicos, chamados

quimioterápicos, no tratamento de doenças

causadas por agentes biológicos.

Quimioterapia

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Figura 32: Gás Mostarda

Figura 33: Medicação intravenosa

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Compostos usados na quimioterapia

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Outro composto utilizado no tratamento do cânceré a Cisplatina, que se liga ao DNA, induzindoalterações estruturais, inibindo a transcrição ereplicação das células cancerígenas.

Figura 34: Reação entre cisplatina e DNA.

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A radioterapia é um método capaz de destruir células tumorais,

Há aparelhos que geram radiação:

a partir da energia elétrica, liberando raios X e elétrons,

a partir de fontes de isótopo radioativo como por exemplo, pastilhas de

cobalto, as quais geram raios gama.

Radioterapia

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Figura 35:Feixe de radiação em um certo volume Figura 36: Aparelho radioterapia

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Admite-se que as células cancerígenas são destruídas por

consequência de intensas radiações.

Células normais são mais tolerantes a intensas doses de radiação.

Radioterapia

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Em 1947, o químico Willard Libby fez uma descoberta

a partir de seus estudos que mudaria a história da

Arqueologia, seria possível decifrar a idade de fósseis

antigos.

Mas para entender como isso

funciona, precisamos aprender a

diferença entre o C-14 e o C-12.

Carbono-14

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Figura 37: Datação de Múmias

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Carbono 12: é aquele encontrado na composição do diamante, da

grafite,do aço, ou seja, de substâncias inorgânicas.

Carbono 14 está presente em tecidos vivos (de animais, plantas, e

do homem).

É um isótopo radioativo instável, que decai a um ritmo lento a

partir da morte de um organismo vivo.

Carbono 12 e Carbono 14

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Figura 38: Carbono

grafite e diamante.

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O Carbono 14 recebe esta denominação porque apresenta massa

atômica 14.

Esta forma apresenta dois nêutrons a mais no seu núcleo que seu

isótopo estável, o carbono 12.

Carbono 12 e Carbono 14

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Figura 39:Formação do carbono 14

14C 14N +14C + O2

14CO2

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Em 1998, o chamado “Sudário de Turim”, supostamente o santo

sudário, foi analisado através da técnica de datação com o

Carbono-14.

A quantidade de carbono 14 dos tecidos orgânicos mortos

diminui a um ritmo constante com o passar do tempo.

Técnica de datação através do Carbono-14

Os resultados mostraram que o

linho utilizado na confecção do

sudário cresceu entre os anos

1260 e1390.

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Figura 40: Sepultamento de Cristo, sudário de Turim

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À medida que a planta cresce, mais aumenta a quantidade de

carbono-14 por ela incorporada, até que se estabeleça um

equilíbrio.

O tempo de meia-vida do carbono-14 é de “apenas” 5730 anos.

O ciclo do carbono-14

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Figura 41: decaimento do carbono 14 para

nitrogênio 14

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A idade dos fósseis ainda

não foi descoberta, mas é

possível que essas

criaturas tenham vivido a

cerca de 3 milhões de

anos atrás e sejam o

primeiro grupo do

gênero Homo que andou

pelaTerra.

Figura 42:Reconstrução mostra como seria o rosto

do Homo naledi, a nova espécie identificada a partir

de ossos encontrados na África do Sul.

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Referências Bibliográficas http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc16/v16_A03.pdf

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/historia.pdf

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc19/a08.pdf

http://web.ccead.puc-

rio.br/condigital/video/a%20quimica%20do%20fazer/radiacoes/carbono14/vi

deo%20para%20web/video.html

http://web.ccead.puc-

rio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/SL_radiacoes_riscos

_e_beneficios.pdf

http://web.ccead.puc-

rio.br/condigital/mvsl/linha%20tempo/Marie_Curie/pdf_LT/LT_marie_curie.

pdf

http://www.redetv.uol.com.br/jornalismo/da-para-acreditar/flores-em-

fukushima-apresentam-grandes-deformidades-ao-nascerem?cmpid=fb-

uolnot

http://viajeaqui.abril.com.br/materias/homo-naledi-nova-especie-de-

hominideo-e-descoberta-na-africa-do-sul37