1. (Fuvest) O cobalto-60 (‚‡Co§¡), usado em hospitais, tem meia-vida de 5 anos.
Calcule quantos mols de cobalto-60 restarão após 20 anos em uma amostra que inicialmente continha 10g desse isótopo. 2. (Uerj) O chumbo participa da composição de diversas ligas metálicas. No bronze arquitetônico, por exemplo, o teor de chumbo corresponde a 4,14 % em massa da liga.
Seu isótopo radioativo £¢¡Pb decai pela emissão sucessiva de partículas alfa e beta, transformando-se no isótopo estável £¡§Pb. Calcule o número de átomos de chumbo presentes em 100 g da liga metálica citada.
Em seguida, determine o número de partículas alfa e beta emitidas pelo isótopo radioativo £¢¡Pb em seu decaimento. 3. (Ufg) A datação de lençóis freáticos pode ser realizada com base na relação entre a quantidade de hélio triogênico ¤He, decorrente do decaimento radioativo do trítio ¤H, na amostra de água. De modo simplificado, essa datação pode ser determinada pelo produto entre o tempo de meia-vida do trítio e a razão entre as quantidades de hélio triogênico e trítio, multiplicados por 0,7. O gráfico do decaimento do número de núcleos radioativos de trítio é mostrado adiante.
Tendo em vista essas informações, calcule a idade de uma amostra de água retirada de um lençol freático, cuja concentração de hélio triogênico é três vezes maior que a quantidade de trítio.
4. (Unesp) Uma das etapas do decaimento natural do plutônio envolve a passagem de rádio (Ra:Z=88, A=225) para actínio (Ac:Z=89, A=225). Este processo ocorre com tempo de meia-vida de 15 dias. Pede-se:
a) Escrever a reação nuclear balanceada para o processo de desintegração, fornecendo o nome da partícula emitida. Os núcleos de rádio e actínio que participaram desta reação são isótopos, isóbaros ou isótonos? Justificar.
b) Calcular tempo necessário para que uma massa inicial de 1 miligrama do núcleo de rádio se reduza a 0,125 miligramas, por meio do processo de desintegração indicado.
5. (Unesp) Escrever as equações das reações nucleares: a) rádio (Ra, Z=88, A=223) transmutando-se em radônio (Rn), pela emissão de uma partícula alfa.
b) chumbo (Pb, Z=82, A=212) transmutando-se em bismuto (Bi) pela emissão de uma partícula alfa.
6. (Unesp) O primeiro isótopo radioativo artificialmente produzido foi o …P¤¡, através do bombardeio de lâminas de alumínio por partículas alfa, segundo a reação (I)
(I) ƒAØ£¨ + partícula alfa ë …P¤¡ + partícula x
O isótopo formado, …P¤¡, por sua vez emite um pósitron, segundo a reação (II)
(II) …P¤¡ ë ․Yö + øe¡
Balancear as equações (I) e (II), identificando a partícula x, e fornecendo os números atômico e de massa do elemento Y formado.
7. (Unesp) Neptúnio, de símbolo Np, foi o primeiro elemento transurânico preparado em laboratório. Esse elemento foi obtido através das reações nucleares:
‣‚ U £¤© + ³ n ¢ ë ‣‚ U Ñ ‣‚ U Ñ ë ‣ƒ Np £¤ª + y
a) Complete as equações. Forneça o valor de x e identifique a partícula y.
b) O neptúnio-239 tem tempo de meia-vida de 2 dias. Discuta o significado do tempo de meia-vida do Np.
8. (Unesp) A natureza das radiações emitidas pela desintegração espontânea do U(A=234, Z=92) pode ser estudada através do arranjo experimental mostrado na figura adiante.
A abertura de bloco de chumbo dirige o feixe de radiação para passar entre duas placas eletricamente carregadas, verificando-se a verificando-separação em três novos feixes, que atingem o detector nos pontos 1, 2 e 3.
a) Qual o tipo de radiação que atinge o detector no ponto 3? Justifique.
b) Representado por X o novo núcleo formado, escreva a equação balanceada da reação nuclear responsável pela radiação detectada no ponto 3.
9. (Unesp) Para determinar o tempo em que certa quantidade de água permaneceu em aqüíferos subterrâneos, pode-se utilizar a composição isotópica com relação aos teores de trítio e de hidrogênio. A água da chuva apresenta a relação •H¤/•H¢ = 1,0.10-¢¨ e medições feitas na água de um aqüífero mostraram uma relação igual a 6,25.10-¢ª. Um átomo de trítio sofre decaimento radioativo, resultando em um átomo de um isótopo de hélio, com emissão de uma partícula ’. Forneça a equação química para o decaimento radioativo do trítio e, sabendo que sua meia-vida é de 12 anos, determine por quanto tempo a água permaneceu confinada no aqüífero.
10. (Cesgranrio) Após algumas desintegrações sucessivas, o ‣³Th£¤£, muito encontrado na orla marítima de Guarapari (ES), se transforma no •‚Pb£¡©. O número de partículas ‘ e ’ emitidas nessa transformação foi, respectivamente, de:
a) 6 e 4 b) 6 e 5 c) 5 e 6 d) 4 e 6 e) 3 e 3
11. (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.
12. (Fei) Um dos isótopos do Amerício ‣…Am£¥¢, quando bombardeado com partículas ‘ (‚He¥), formam um elemento novo e dois nêutrons ³n¢, como indicado pela equação:
‣…Am£¥¢ + ‚He¥ ë elemento novo + 2³n¢ Os números atômicos e de massa do novo elemento serão respectivamente: a) 95 e 245 b) 96 e 244 c) 96 e 243 d) 97 e 243 e) 97 e 245
13. (Fuvest) O decaimento radioativo de uma amostra de Sr-90 está representado no gráfico a seguir. Partindo-se de uma amostra de 40,0g, após quantos anos, aproximadamente, restarão apenas 5,0g de Sr-90? a) 15. b) 54. c) 84. d) 100. e) 120.
14. (Fuvest) Mediu-se a radioatividade de uma amostra arqueológica de madeira, verificando-se que o nível de sua radioatividade devida ao carbono-14 era 1/16 do apresentado por uma amostra de madeira recente. Sabendo-se que a meia-vida do isótopo †C¢¥ é 5,73 x 10¤ anos, a idade, em anos, dessa amostra é: a) 3,58 x 10£. b) 1,43 x 10 ¤. c) 5,73 x 10¤. d) 2,29 x 10¥. e) 9,17 x 10¥.
15. (Fuvest) Em 1995, o elemento de número atômico 111 foi sintetizado pela transformação nuclear:
‚•Ni§¥ + •ƒBi£¡ª ë Rg£¨£ + nêutron
Esse novo elemento, representado por Rg, é instável. Sofre o decaimento:
Rg£¨£ ë ³‣Mt£§© ë ³‡Bh£§¥ ë ë ³…Db£§¡ ë ³ƒLr£¦§ ë ³Md£¦£ Nesse decaimento, liberam-se apenas a) nêutrons.
b) prótons.
c) partículas ‘ e partículas ’. d) partículas ’.
e) partículas ‘.
16. (Fuvest) O isótopo radioativo Cu-64 sofre decaimento ’, conforme representado:
‚‣Cu§¥ ë ƒ³Zn§¥ + ÷’¡
A partir de amostra de 20,0 mg de Cu-64, observa-se que, após 39 horas, formaram-se 17,5 mg de Zn-64. Sendo assim, o tempo necessário para que metade da massa inicial de Cu-64 sofra decaimento ’ é cerca de
(Observação: ‚‣Cu§¥: 64 = número de massa; 29 = número atômico) a) 6 horas. b) 13 horas. c) 19 horas. d) 26 horas. e) 52 horas.
17. (Fuvest) Um centro de pesquisa nuclear possui um cíclotron que produz radioisótopos para exames de tomografia. Um deles, o Flúor-18 (¢©F), com meia-vida de aproximadamente 1h 30min, é separado em doses, de acordo com o intervalo de tempo entre sua preparação e o início previsto para o exame. Se o frasco com a dose adequada para o exame de um paciente A, a ser realizado 2 horas depois da preparação, contém NÛ átomos de ¢©F, o frasco destinado ao exame de um paciente B, a ser realizado 5 horas depois da preparação, deve conter N½ átomos de ¢©F, com
(A meia vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo após o qual metade dos átomos inicialmente presentes sofreram desintegração.) a) N½ = 2NÛ b) N½ = 3NÛ c) N½ = 4NÛ d) N½ = 6NÛ e) N½ = 8NÛ
18. (G1) Com base nos conceitos relacionados a radioatividade, a partícula X, na equação radioativa „Bª + ‚ø‘¥ ë †C¢£ + X, é: a) um nêutron
b) um próton c) um elétron d) uma partícula ‘ e) uma partícula ’
19. (G1) A datação de material orgânico envolve um dos isótopos do carbono, o carbono 14. As plantas e os animais incorporam o isótopo C-14 pelo CO‚ da atmosfera ou através da cadeia alimentar. Quando morrem, a quantidade de C-14 decai e ele se desintegra de acordo com a equação a seguir:
†C¢¥ ë ‡N¢¥ + Radiação
Com base no texto acima e nos conceitos relacionados à radioatividade, é CORRETO afirmar que:
a) a radiação emitida na reação possui menor poder de penetração que as ondas eletromagnéticas
b) o processo de datação de fóssil, pergaminho e de
documentos antigos é feito pela determinação da quantidade total de carbono presente nas amostras
c) todas as radiações são necessárias e essenciais à manutenção da vida
d) a transformação de carbono em nitrogênio indica que esses átomos são isótonos
20. (Puc-rio) Considere a equação nuclear incompleta: Pu£¤ª + ... ë Am£¥¡ + 1p + 2n
Para completar a equação, é correto afirmar que o amerício-240 é um isótopo radioativo que se obtém, juntamente com um próton e dois nêutrons, a partir do bombardeio do plutônio-239 com: a) partículas alfa. b) partículas beta. c) radiações gama. d) raios X. e) deutério.
21. (Puccamp) O iodo-125, variedade radioativa do iodo com aplicações medicinais, tem meia vida de 60 dias. Quantos gramas de iodo-125 irão restar, após 6 meses, a partir de uma amostra contendo 2,00g do radioisótopo?
a) 1,50 b) 0,75 c) 0,66 d) 0,25 e) 0,10
22. (Uerj) Num experimento para a determinação do número de partículas emitidas pelo radônio, foi utilizada uma amostra contendo 0,1 mg desse radioisótopo. No primeiro dia do
experimento, foram emitidas 4,3 × 10¢§ partículas. Sabe-se que a emissão de um dia é sempre 16 % menor que a do dia anterior. O número total de partículas que essa amostra emite, a partir do primeiro dia do experimento, é aproximadamente igual a: a) 4,2 × 10¢©
b) 2,6 × 10¢© c) 4,3 × 10¢¨ d) 2,7 × 10¢¨
23. (Unesp) Em 1902, Rutherford e Soddy descobriram a ocorrência da transmutação radioativa investigando o processo espontâneo:
•• Ra ££§ ë •† Rn £££ + x A partícula X corresponde a um: a) núcleo de hélio.
b) átomo de hidrogênio. c) próton.
d) nêutron. e) elétron.
24. (Unesp) Quando um átomo do isótopo 228 do tório libera uma partícula alfa (núcleo de hélio com 2 prótons e número de massa 4), transforma-se em um átomo de rádio, de acordo com a equação a seguir.
ÖTh££© ë ••RaÒ + ‘
Os valores de Z e Y são, respectivamente: a) 88 e 228
b) 89 e 226 c) 90 e 224 d) 91 e 227 e) 92 e 230
25. (Unesp) Um radioisótopo, para ser adequado para fins terapêuticos, deve possuir algumas qualidades, tais como: emitir radiação gama (alto poder de penetração) e meia-vida
apropriada. Um dos isótopos usados é o tecnécio-99, que emite este tipo de radiação e apresenta meia-vida de 6 horas. Qual o tempo necessário para diminuir a emissão dessa radiação para 3,125 % da intensidade inicial? a) 12 horas. b) 18 horas. c) 24 horas. d) 30 horas. e) 36 horas.
26. (Unesp) Cientistas russos conseguem isolar o elemento 114 superpesado.
("Folha Online", 31.05.2006.)
Segundo o texto, foi possível obter o elemento 114 quando um átomo de plutônio-242 colidiu com um átomo de cálcio-48, a 1/10 da velocidade da luz. Em cerca de 0,5 segundo, o elemento formado transforma-se no elemento de número atômico 112 que, por ter propriedades semelhantes às do ouro, forma amálgama com mercúrio. O provável processo que ocorre é representado pelas equações nucleares:
‣„Pu£¥£ + ‚³Ca¥© ë „Xò ë ‚Y£©§ + b
Com base nestas equações, pode-se dizer que a e b são, respectivamente: a) 290 e partícula beta. b) 290 e partícula alfa. c) 242 e partícula beta. d) 242 e nêutron. e) 242 e pósitron.
27. (Unesp) Detectores de incêndio são dispositivos que disparam um alarme no início de um incêndio. Um tipo de detector contém uma quantidade mínima do elemento radioativo amerício-241. A radiação emitida ioniza o ar dentro e ao redor do detector, tornando-o condutor de eletricidade. Quando a fumaça entra no detector, o fluxo de corrente elétrica é bloqueado, disparando o alarme. Este elemento se desintegra de acordo com a equação a seguir:
‣…Am£¥¢ ë ‣ƒNp£¤¨ + Z
Nessa equação, é correto afirmar que Z corresponde a: a) uma partícula alfa.
b) uma partícula beta. c) radiação gama. d) raios X. e) dois prótons.
28. (Unifesp) Quando se fala em isótopos radioativos,
geralmente a opinião pública os associa a elementos perigosos, liberados por reatores nucleares. No entanto, existem isótopos de elementos naturais que estão presentes no nosso dia-a-dia. O gráfico mostra a cinética de desintegração do rádio-226, que pode estar presente em materiais de construção, em geral em concentrações muito baixas para que se possa comprovar qualquer relação com danos à saúde. As coordenadas de um ponto do gráfico são indicadas na figura.
onde
m: massa no tempo t; m³: massa no tempo 0; c: tempo de meia-vida.
A meia-vida desse isótopo, em anos, é igual a a) 1400.
b) 1500. c) 1600. d) 1700. e) 1800.
29. (Unitau) Assinale a alternativa correta:
a) Quando um átomo emite uma partícula ‘, seu Z aumenta 2 unidades e seu A aumenta 4 unidades.
b) Podemos classificar um elemento como radioativo quando seu isótopo mais abundante emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seu núcleo para adquirir estabilidade.
c) As partículas ‘ são constituídas de 2 prótons e 2 elétrons; e as partículas ’, por 1 próton e 1 elétron.
d) Quando um átomo emite uma partícula ’, seu Z diminui 1 unidade e seu A aumenta 1 unidade.
e) As partículas ‘, ’ e – são consideradas idênticas em seus núcleos e diferentes na quantidade de elétrons que possuem. 30. (Unitau) Examine a seguinte proposição:
"A radiação gama apresenta pequeno comprimento de onda, sendo mais penetrante que alfa, beta e raios X."
Esta proposição está: a) confusa.
b) totalmente errada.
c) errada, porque não existem radiações gama. d) parcialmente correta.
e) totalmente correta.
GABARITO 1. n = 0,010 mol.
2. Número de átomos = 1,2 × 10££ átomos. Partículas alfa = 1.
Partículas beta = 2.
3. Pelo gráfico calculamos o tempo de meia vida (t(1/2)). Observe a figura:
[¤He] = 3 × [¤H], então: ([¤He]/[¤H]) = 3
Idade da amostra = t(1/2) × ([¤He]/[¤H]) × 0,7 Idade da amostra = 12,4 × 3 × 0,7
Idade da amostra = 26,04 anos = 26 anos. 4. a) ••Ra££¦ ë ÷’¡ + •‣Ac££¦ - partícula beta - são isóbaros b) 45 dias. 5. a) ••Ra££¤ ë •†Rn£¢ª + ‚‘¥ b) •‚Pb£¢£ ë •³Bi£¡© + ‚‘¥
6. I) ƒAØ£¨ + ‚‘¥ ë …P¤¡ + ³n¢ (partícula x = nêutron) II) …P¤¡ ë „Y¤¡ + øe¡ (elemento Y ë Z=4 e A=30) 7. a) ‣‚ U £¤© + ³ n ¢ ë ‣‚ U £¤ª
‣‚ U £¤ª ë ‣ƒ Np £¤ª + ÷Y ¡ Y é a partícula beta ( ÷ ’ ¡ )
b) Meia-vida é o tempo necessário para que a metade de uma amostra radioativa sofra desintegração. Para o Neptúnio-239 vale 2 dias.
8. a) Radiação alfa. Trata-se de núcleos de hélio e que são atraídas pela placa negativa.
b) ‣‚U£¤¥ ë ‚‘¥ + ‣³X£¤¡.
9. A equação química para o decaimento do trítio pode ser representada por:
H¤ ë ‚He¤ + ÷’¡
A água permaneceu confinada no aqüífero por 48 anos.
A relação inicial entre o trítio e o prótio é de 1 x 10-¢¨ até decair a 6,25 x 10-¢ª é dada pela figura a seguir.--- split--->
Tempo total = 4 x 12 anos = 48 anos.
A água permaneceu confinada no aqüífero por 48 anos.
10. [A] 11. [D] 12. [D] 13. [C] 14. [D] 15. [E] 16. [B] 17. [C] 18. [A] 19. [A] 20. [A] 21. [D] 22. [D] 23. [A] 24. [C] 25. [D] 26. [B] 27. [A] 28. [C] 29. [B] 30. [E]
