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Prof. Gabriel SEMANA FINAL DE QUÍMICA PARTE 1SEMANA FINAL DE QUÍMICA PARTE 1SEMANA FINAL DE QUÍMICA PARTE 1 QUÍMICA - ELETRÓLISE E RADIOATIVIDADEQUÍMICA - ELETRÓLISE E RADIOATIVIDADEQUÍMICA - ELETRÓLISE E RADIOATIVIDADE Questão-01) Um produto, obtido industrialmente da eletrólise de solução aquosa de cloreto de sódio, tem sido amplamente empregado na indústria, por exemplo, na fabricação de papéis, tecidos e sabões. Normalmente, esse produto é usado na desobstrução de encanamentos e sumidouros, pois é capaz de reagir com gorduras. No entanto, a sua manipulação exige cuidados, pois é altamente corrosivo, podendo, em contato com a pele, provocar vermelhidão, irritação ou “queimaduras” de tecidos vivos. Além disso, se o frasco do produto for abandonado aberto por um longo período de tempo, ele pode absorver CO2, convertendo-se em um sal. Esse produto industrial é o a) cloro molecular, Cl2. b) ácido clorídrico, HCl. c) ácido sulfúrico, H2SO4. d) hidróxido de sódio, NaOH. e) carbonato de sódio, Na2CO3. Questão-02) A obtenção do alumínio dá-se a partir da bauxita (Al2O3 3H2O), que é purificada e eletrolisada numa temperatura de 1 000 ºC. Na célula eletrolítica, o ânodo é formado por barras de grafita ou carvão, que são consumidas no processo de eletrólise, com formação de gás carbônico, e o cátodo é uma caixa de aço coberta de grafita. A etapa de obtenção do alumínio ocorre no a) ânodo, com formação de gás carbônico. b) cátodo, com redução do carvão na caixa de aço. c) cátodo, com oxidação do alumínio na caixa de aço. d) ânodo, com depósito de alumínio nas barras de grafita. e) cátodo, com fluxo de elétrons das barras de grafita para a caixa de aço. Questão-03) O alumínio é um metal bastante versátil, pois, a partir dele, podem-se confeccionar materiais amplamente utilizados pela sociedade. A obtenção do alumínio ocorre a partir da bauxita, que é purificada e dissolvida em criolita fundida (Na3AlF6) e eletrolisada a cerca de 1 000 °C. Há liberação do gás dióxido de carbono (CO2), formado a partir da reação de um dos produtos da eletrólise com o material presente nos eletrodos. O ânodo é formado por barras de grafita submergidas na mistura fundida. O cátodo é uma caixa de ferro coberta de grafita. A reação global do processo é: 2 Al2O3 (l) + 3 C (s) 4 Al (l) + 3 CO2 (g) Na etapa de obtenção do alumínio líquido, as reações que ocorrem no cátodo e ânodo são: a) cátodo: Al3+ + 3 e– Al 22 2 2 COOC e4OO 2 ânodo b) 22 2 2 COOC e 4OO 2 cátodo ânodo: Al3+ + 3 e– Al c) e 4OO 2 Ale 3Al cátodo 2 2 3 ânodo: C + O2 CO2 d) 22 3 COOC Ale 3Al cátodo ânodo: e 4OO 2 2 2 e) cátodo: e 4OO 2 2 2 22 3 COOC Ale 3Al ânodo Questão-04) Eu também podia decompor a água, se fosse salgada ou acidulada, usando a pilha de Daniell como fonte de força. Lembro o prazer extraordinário que sentia ao decompor um pouco de água em uma taça para ovos quentes, vendo-a separar-se em seus elementos, o oxigênio em um eletrodo, o hidrogênio no outro. A eletricidade de uma pilha de 1 volt parecia tão fraca, e no entanto podia ser suficiente para desfazer um composto químico, a água. SACKS, O. Tio Tungstênio: memórias de uma infância química. São Paulo: Cia das Letras, 2002. O fragmento do romance de Oliver Sacks relata a separação dos elementos que compõem a água. O princípio do método apresentado é utilizado industrialmente na a) obtenção de ouro a partir de pepitas. b) obtenção de calcário a partir de rochas. c) obtenção de alumínio a partir de bauxita. d) obtenção de ferro a partir de seus óxidos. e) obtenção de amônia a partir de hidrogênio e nitrogênio. Questão-05) A purificação do cobre é essencial para sua aplicação em fios condutores de corrente elétrica. Como esse metal contém impurezas de ferro, zinco, ouro e platina, é preciso realizar um processo de purificação na indústria para obtê-lo com mais de 99% de pureza. Para isso, é necessário colocá-lo no anodo de uma cuba com solução aquosa de sulfato de cobre e aplicar corrente elétrica de forma a depositá-lo no catodo, fazendo-o atingir essa pureza. Apesar de ser um método lento e de consumir grande quantidade de energia, os custos de produção são compensados pelos subprodutos do processo, que são metais como ouro, platina e prata. O método de purificação do cobre é conhecido como a) pilha galvânica, sendo que, no anodo, ocorre a oxidação do cobre metálico, e o metal que se deposita no catodo é resultado da redução dos íons Cu2+ da solução aquosa. b) eletrólise, sendo que, no anodo, ocorre a oxidação do cobre metálico, e o metal que se deposita no catodo é resultado da redução dos íons Cu2+ da solução aquosa. c) eletrólise, sendo que, no anodo, ocorre a redução do cobre metálico, e o metal que se deposita no catodo é resultado da oxidação dos íons Cu2+ da solução aquosa. d) pilha galvânica, sendo que, no anodo, ocorre a redução do cobre metálico, e o metal que se deposita no catodo é resultado da oxidação dos íons Cu2+ da solução aquosa. Questão-06) Os diagramas esquemáticos I e II ilustram transformações químicas: De acordo com esses diagramas, é correto afirmar que: a) no diagrama I, energia elétrica é convertida em energia química. b) no diagrama I, ocorre uma reação redox não espontânea. c) no diagrama II, ocorre uma reação redox espontânea. d) no diagrama II, os eletrodos de carbono servem para manter o equilíbrio iônico. e) no diagrama II, a energia elétrica é convertida em energia química. Questão-07) Considere a eletrólise, realizada numa cuba eletrolítica, de uma solução aquosa concentrada de cloreto de sódio. I. 4Na+ + 4e– 4Naº II. 4H2O() + 4e– 2H2 (g) + 4OH– III. 4H+ + O2 + 4e– 2H2O() IV. 4C– 2C2 (g) + 4e– Dentre as reações indicadas acima, a que devem ocorrer preferencialmente quando o circuito elétrico for fechado serão: a) I e II b) I e IV c) II e III d) II e IV e) III e IV Questão-08) Pesquisas têm mostrado que os resíduos de dessalinizadores contêm alto teor de cloreto (Cl–) que podem, por processo industrial eletroquímico, usando uma fonte de corrente elétrica, gerar cloro (Cl2) para desinfecção de água de abastecimento. A reação direta no sistema acontece conforme segue-se: 2Cl–(aq) + 2H2O(l) Cl2(g) + H2(g) + 2OH–(aq) Analise as afirmativas quanto ao processo eletroquímico e marque a opção correta. a) O processo industrial é de natureza galvânico. b) O cloro é obtido no cátodo. c) Os elétrons fluem do cátodo para o ânodo. d) O cloro é obtido da reação de oxidação. e) A reação secundária de formação do hidrogênio acontece no ânodo. Questão-09) No béquer A, a linha pontilhada representa uma parede porosa que separa as soluções aquosas de CuSO4 1 M e de ZnSO4 1 M. Considere os potenciais padrão a seguir: Zn2+ + 2 e- Zn - 0,76 V Fe2+ + 2 e- Fe - 0,44 V Cu2+ + 2 e- Cu + 0,34 V Ao fechar a chave “S”, podemos afirmar: 00. zinco será oxidado nos dois béqueres; 01. ocorrerá depósito de ferro metálico sobre o eletrodo de zinco; 02. o béquer “A” é uma célula galvânica (uma pilha) e o béquer “B” é uma célula eletrolítica; 03. não haverá reação química; 04. após algum tempo, o eletrodo de cobre e o prego estarão mais pesados e os eletrodos de zinco mais leves. Questão-10) A cromação é uma das técnicas utilizadas pelas indústrias de galvanoplastia que consiste na cobertura de peças metálicas pelo cromo com o objetivo de proteger e decorar a peça. Nesse processo, a peçametálica a ser cromada e que funciona como um dos eletrodos, é colocada em uma cuba eletrolítica contendo uma solução de Cr3+ e submetida à passagem de uma corrente elétrica durante certo tempo, até a peça adquirir uma fina camada de cromo na espessura desejada. (Dados: massa molar do cromo = 52,00 g.mol–1 e constante de Faraday = 96500 C/mol). Com relação a esse processo assinale a alternativa INCORRETA. a) A peça a ser cromada representa o anodo na cuba eletrolítica. b) Para a deposição de um mol de cromo é necessário três mols de elétrons. c) A massa de cromo depositada pela passagem de uma corrente de 30 A, durante 965 segundos, é de 5,2 g. d) A quantidade de massa de cromo depositada é proporcional à passagem de carga através da solução na célula eletrolítica. Questão-11) A obtenção do Magnésio metálico por eletrólise do MgCl2 fundido, apresenta como semi-reação: Mg2+ + 2e– Mg. Se durante um processo for aplicada uma corrente elétrica de 50,0A por um período de 1h, qual a massa aproximada de magnésio formada? dado: constante de Faraday: F = 96.500C/mol. a) 22,0g b) 6,2 x 10–3 g c) 44,0g d) 11,0g e) 9,6 x 103 g Questão-12) Atualmente, César Cielo é o brasileiro mais rápido do mundo na natação estilo livre. Após ter vencido os 50 metros livres nas Olimpíadas de Pequim, em 2008, é o campeão e recordista mundial dos 100 metros livres e campeão dos 50 metros livres. Estas três medalhas de ouro são um marco para a natação brasileira e César Cielo, um exemplo de atleta para os jovens do Brasil. As medalhas conquistadas, ao contrário do que muitos pensam, não possuem valor financeiro relevante, pois são feitas de prata e apenas recobertas com uma fina camada de ouro. O uso de corrente elétrica para produzir uma reação química, chamada de eletrólise, é a técnica aplicada para recobrir a prata com o ouro, produzindo assim a tão almejada medalha de ouro. O processo consiste em reduzir uma solução aquosa de Ouro(III) contendo excesso de íons cloreto, a ser depositada sobre a Prata, que atua como um eletrodo, conforme a reação total a seguir: Au3+(aq) + 3 Cl-(aq) Au(s) + 3/2 Cl2(g) Supondo que tenha sido utilizada uma corrente elétrica constante de 3,5 ampere durante 35 minutos, determine qual das alternativas abaixo representa corretamente a quantidade de ouro depositada em cada medalha: (Dados: constante de Faraday = 9,65104 coulomb mol-1 ; 1 ampere = 1 coulomb s-1) a) 15 gramas b) 5,0 gramas c) 7,0 gramas d) 12 gramas e) 10 gramas Questão-13) O elemento iodo (I) tem função biológica e é acumulado na tireoide. Nos acidentes nucleares de Chernobyl e Fukushima, ocorreu a liberação para a atmosfera do radioisótopo 131I, responsável por enfermidades nas pessoas que foram expostas a ele. O decaimento de uma massa de 12 microgramas do isótopo 131I foi monitorado por 14 dias, conforme o quadro. Após o período de 40 dias, a massa residual desse isótopo é mais próxima de a) 2,4 g . b) 1,5 g . c) 0,8 g . d) 0,4 g . e) 0,2 g . Questão-14) Os pesticidas organoclorados foram amplamente empregados na agricultura, contudo, em razão das suas elevadas toxicidades e persistências no meio ambiente, eles foram banidos. Considere a aplicação de 500 g de um pesticida organoclorado em uma cultura e que, em certas condições, o tempo de meia-vida do pesticida no solo seja de 5 anos. A massa do pesticida no decorrer de 35 anos será mais próxima de a) 3,9 g. b) 31,2 g. c) 62,5 g. d) 125,0 g. e) 250,0 g. Questão-15) Embora a energia nuclear possa ser utilizada para fins pacíficos, recentes conflitos geopolíticos têm trazido preocupações em várias partes do planeta e estimulado discussões visando o combate ao uso de armas de destruição em massa. Além do potencial destrutivo da bomba atômica, uma grande preocupação associada ao emprego desse artefato bélico é a poeira radioativa deixada após a bomba ser detonada. Qual é o processo envolvido na detonação dessa bomba? a) Fissão nuclear do urânio, provocada por nêutrons. b) Fusão nuclear do hidrogênio, provocada por prótons. c) Desintegração nuclear do plutônio, provocada por elétrons. d) Associação em cadeia de chumbo, provocada por pósitrons. e) Decaimento radioativo do carbono, provocado por partículas beta. Questão-16) Com a descoberta de emissões de energia do rádio-226, por Marie Curie e Pierre Curie, o fenômeno foi denominado radiação (alfa) ou emissão . Posteriormente, verificou- se que a emissão na verdade são partículas correspondentes a núcleos de hélio formados por dois prótons e dois nêutrons. Assim, no decaimento , um núcleo instável emite partículas , tornando-se um núcleo mais estável (núcleo filho). Se um núcleo de rádio-226 emitir duas partículas , o número de massa do núcleo filho será a) 226. b) 224. c) 222. d) 220. e) 218. Questão-17) O terremoto e o tsunami ocorridos no Japão em 11 de março de 2011 romperam as paredes de isolamento de alguns reatores da usina nuclear de Fukushima, o que ocasionou a liberação de substâncias radioativas. Entre elas está o iodo-131, cuja presença na natureza está limitada por sua meia-vida de oito dias. O tempo estimado para que esse material se desintegre até atingir 16 1 da sua massa inicial é de a) 8 dias. b) 16 dias. c) 24 dias. d) 32 dias. e) 128 dias. Questão-18) O elemento radioativo tório (Th) pode substituir os combustíveis fósseis e baterias. Pequenas quantidades desse elemento seriam suficientes para gerar grande quantidade de energia. A partícula liberada em seu decaimento poderia ser bloqueada utilizando-se uma caixa de aço inoxidável. A equação nuclear para o decaimento do Th23090 é: energiapartículaRa Th 22688 230 90 Considerando a equação de decaimento nuclear, a partícula que fica bloqueada na caixa de aço inoxidável é o(a) a) alfa. b) beta. c) próton. d) nêutron. e) pósitron. Questão-19) A técnica do carbono-14 permite a datação de fósseis pela mediação dos valores de emissão beta desse isótopo presente no fóssil. Para um ser em vida, o máximo são 15 emissões beta/(min g). Após a morte, a quantidade de 14C se reduz pela metade a cada 5 730 anos. A prova do carbono 14. Disponível em: http://noticias.terra.com.br. Acesso em: 9 nov. 2013 (adaptado). Considere que um fragmento fóssil de massa igual a 30 g foi encontrado em um sítio arqueológico, e a medição de radiação apresentação 6 750 emissões beta por hora. A idade desse fóssil, em anos, é a) 450. b) 1 433. c) 11 460. d) 17 190. e) 27 000. Questão-20) O avanço científico e tecnológico da física nuclear permitiu conhecer, com maiores detalhes, o decaimento radioativo dos núcleos atômicos instáveis, desenvolvendo-se algumas aplicações para a radiação de grande penetração no corpo humano, utilizada, por exemplo, no tratamento do câncer. A aplicação citada no texto se refere a qual tipo de radiação? a) Beta. b) Alfa. c) Gama. d) Raios X. e) Ultravioleta. Questão-21) 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 a) proporção conhecida entre carbono-14 e carbono-12 na atmosfera ao longo dos anos. b) decomposição de todo o carbono-12 presente no organismo após a morte. c) fixação maior do carbono-14 nos tecidos de organismos apósa morte. d) emissão de carbono-12 pelos tecidos de organismos após a morte. e) transformação do carbono-12 em carbono-14 ao longo dos anos. Questão-22) 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: 235U + n 95Sr + 139Xe + 2n + energia 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 a) favorece a proliferação de microrganismos termófilos. b) produz nêutrons livres que ionizam o ar, tornando-o condutor. c) libera gases que alteram a composição da atmosfera terrestre. d) acentua o efeito estufa decorrente do calor produzido na fissão. e) emite radiação capaz de provocar danos à saúde dos seres vivos. Questão-23) A bomba reduz neutros e neutrinos, e abana-se com o leque da reação em cadeia ANDRADE, C. D. Poesia completa e prosa. Rio de Janeiro: Aguilar, 1973 (fragmento). Nesse fragmento de poema, o autor refere-se à bomba atômica de urânio. Essa reação é dita “em cadeia” porque na a) fissão do 235U ocorre liberação de grande quantidade de calor, que dá continuidade à reação. b) fissão de 235U ocorre liberação de energia, que vai desintegrando o isótopo 238U, enriquecendo-o em mais 235U. c) fissão do 235U ocorre uma liberação de nêutrons, que bombardearão outros núcleos. d) fusão do 235U com 238U ocorre formação de neutrino, que bombardeará outros núcleos radioativos. e) fusão do 235U com 238U ocorre formação de outros elementos radioativos mais pesados, que desencadeiam novos processos de fusão. Questão-24) Partículas beta, ao atravessarem a matéria viva, colidem com uma pequena porcentagem de moléculas e deixam atrás de si um rastro aleatoriamente pontilhado de radicais livres e íons quimicamente ativos. Essas espécies podem romper ainda outras ligações moleculares, causando danos celulares. HEWITT, P. G. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado). A capacidade de gerar os efeitos descritos dá-se porque tal partícula é um a) elétron e, por possuir massa relativa desprezível, tem elevada energia cinética translacional. b) nêutron e, por não possuir carga elétrica, tem alta capacidade de produzir reações nucleares. c) núcleo do átomo de hélio (He) e, por possuir massa elevada, tem grande poder de penetração. d) fóton e, por não possuir massa, tem grande facilidade de induzir a formação de radicais livres. e) núcleo do átomo de hidrogênio (H) e, por possuir carga positiva, tem alta reatividade química. Questão-25) Glicose marcada com nuclídeos de carbono-11 é utilizada na medicina para se obter imagens tridimensionais do cérebro, por meio de tomografia de emissão de pósitrons. A desintegração do carbono-11 gera um pósitron, com tempo de meia-vida de 20,4 min, de acordo com a equação da reação nuclear: )pósitron( e B C 01 11 5 11 6 A partir da injeção de glicose marcada com esse nuclídeo, o tempo de aquisição de uma imagem de tomografia é de cinco meias-vidas. Considerando que o medicamento contém 1,00 g do carbono- 11, a massa, em miligramas, do nuclídeo restante, apos a aquisição da imagem, é mais próxima de a) 0,200. b) 0,969. c) 9,80. d) 31,3. e) 200. Questão-26) A falta de conhecimento em relação ao que vem a ser um material radioativo e quais os efeitos, consequências e usos da irradiação pode gerar o medo e a tomada de decisões equivocadas, como a apresentada no exemplo a seguir. “Uma companhia aérea negou-se a transportar material médico por este portar um certificado de esterilização por irradiação.” Física na Escola, v.8,n.2. 2007 (adaptado). A decisão tomada pela companhia é equivocada, pois a) o material é incapaz de acumular radiação, não se tornando radioativo por ter sido irradiado. b) A utilização de uma embalagem é suficiente para bloquear a radiação emitida pelo material. c) a contaminação radioativa do material não se prolifera da mesma forma que as infecções por microorganismos. d) o material irradiado emite radiação de intensidade abaixo daquela que ofereceria risco à saúde. e) o intervalo de tempo após a esterilização é suficiente para que o material não emita mais radiação. Questão-27) Radioisótopos são frequentemente utilizados em diagnósticos por imagem. Um exemplo é aplicação de iodo- 131 para detectar possíveis problemas associados à glândula tireoide. Para o exame, o paciente incorpora o isótopo radioativo pela ingestão de iodeto de potássio, o qual se concentrará na região a ser analisada. Um detector de radiação varre a região e um computador constrói a imagem que irá auxiliar no diagnóstico. O radioisótopo em questão apresenta um tempo de meia-vida igual a 8 minutos e emite radiação gama e partículas beta em seu decaimento radioativo. Química nuclear na medicina. Disponível em: www.qmc.ufsc.br. Acesso em: 28 jul. 2010 (adaptado). No decaimento radioativo do iodo-131, tem-se a a) produção de uma partícula subatômica com carga positiva. b) possibilidade de sua aplicação na datação de fósseis. c) formação de um elemento químico com diferente número de massa. d) emissão de radiação que necessita de um meio material para se propagar. e) redução de sua massa a um quarto da massa inicial em menos de meia hora. Questão-28) Os núcleos dos átomos são constituídos de prótons e nêutrons, sendo ambos os principais responsáveis pela sua massa. Nota-se que, na maioria dos núcleos, essas partículas não estão presentes na mesma proporção. O gráfico mostra a quantidade de nêutrons (N) em função da quantidade de prótons (Z) para os núcleos estáveis conhecidos. KAPLAN, I. Física Nuclear. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1978 (adaptado). O antimônio é um elemento químico que possui 50 prótons e possui vários isótopos ― átomos que só se diferem pelo número de nêutrons. De acordo com o gráfico, os isótopos estáveis do antimônio possuem a) entre 12 e 24 nêutrons a menos que o número de prótons. b) exatamente o mesmo número de prótons e nêutrons. c) entre 0 e 12 nêutrons a mais que o número de prótons. d) entre 12 e 24 nêutrons a mais que o número de prótons. e) entre 0 e 12 nêutrons a menos que o número de prótons. Questão-29) Considere um equipamento capaz de emitir radiação eletromagnética com comprimento de onda bem menor que a da radiação ultravioleta. Suponha que a radiação emitida por esse equipamento foi apontada para um tipo específico de filme fotográfico e entre o equipamento e o filme foi posicionado o pescoço de um indivíduo. Quanto mais exposto à radiação, mais escuro se torna o filme após a revelação. Após acionar o equipamento e revelar o filme, evidenciou-se a imagem mostrada na figura abaixo. Dentre os fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e os átomos do indivíduo que permitem a obtenção desta imagem inclui-se a a) absorção da radiação eletromagnética e a consequente ionização dos átomos de cálcio, que se transformam em átomos de fósforo. b) maior absorção da radiação eletromagnética pelos átomos de cálcio que por outros tipos de átomos. c) maior absorção da radiação eletromagnética pelos átomos de carbono que por átomos de cálcio. d) maior refração ao atravessar os átomos de carbono que os átomos de cálcio. e) maior ionização de moléculas de água que de átomos de carbono. Questão-30) Na manipulação em escala nanométrica, os átomos revelamcaracterísticas peculiares, podendo apresentar tolerância à temperatura, reatividade química, condutividade elétrica, ou mesmo exibir força de intensidade extraordinária. Essas características explicam o interesse industrial pelos nanomateriais que estão sendo muito pesquisados em diversas áreas, desde o desenvolvimento de cosméticos, tintas e tecidos, até o de terapias contra o câncer. LACAVA, Z. G. M; MORAIS, P. C. Nanobiotecnologia e Saúde. Disponível em: http://www.comciencia.br (adaptado). A utilização de nanopartículas na indústria e na medicina requer estudos mais detalhados, pois a) as partículas, quanto menores, mais potentes e radiativas se tornam. b) as partículas podem ser manipuladas, mas não caracterizadas com a atual tecnologia. c) as propriedades biológicas das partículas somente podem ser testadas em microrganismos. d) as partículas podem atravessar poros e canais celulares, o que poderia causar impactos desconhecidos aos seres vivos e, até mesmo, aos ecossistemas. e) o organismo humano apresenta imunidade contra partículas tão pequenas, já que apresentam a mesma dimensão das bactérias (um bilionésimo de metro). Questão-31) O lixo radioativo ou nuclear é resultado da manipulação de materiais radioativos, utilizados hoje na agricultura, na indústria, na medicina, em pesquisas científicas, na produção de energia, etc. Embora a radioatividade se reduza com o tempo, o processo de decaimento radioativo de alguns materiais pode levar milhões de anos. Por isso, existe a necessidade de se fazer um descarte adequado e controlado de resíduos dessa natureza. A taxa de decaimento radioativo é medida em termos de um tempo característico, chamado meia–vida, que é o tempo necessário para que uma amostra perca metade de sua radioatividade original. O gráfico seguinte representa a taxa de decaimento radioativo do rádio–226, elemento químico pertencente à família dos metais alcalinos terrosos e que foi utilizado durante muito tempo na medicina. As informações fornecidas mostram que a) quanto maior é a meia–vida de uma substância mais rápido ela se desintegra, b) apenas 1/8 de uma amostra de rádio–226 terá decaído ao final de 4.860 anos. c) metade da quantidade original de rádio–226, ao final de 3.240 anos, ainda estará por decair. d) restará menos de 1% de rádio–226 em qualquer amostra dessa substância após decorridas 3 meias– vidas. e) a amostra de rádio–226 diminui a sua quantidade pela metade a cada intervalo de 1.620 anos devido à desintegração radioativa. Questão-32) O processo de radiação de alimentos consiste em submeter os alimentos, já embalados ou a granel, a uma quantidade controlada de radiação ionizante, por determinado período de tempo. Esse procedimento não aumenta o nível de radioatividade normal dos alimentos. A aplicação de uma dose de radiação normalmente resulta na morte de insetos, bactérias, fungos e leveduras, aumentando, assim, o tempo de conservação dos alimentos, e pode retardar a maturação de algumas frutas e legumes, sendo possível, assim, aumentar seu período de armazenamento. Em relação ao processo de conservação de alimentos descrito no texto, infere-se que a) frutas e legumes, quando submetidos a uma dose de radiação, apodrecem mais rapidamente. b) o processo de radiação de alimentos torna-os altamente radioativos e impróprios para o consumo humano. c) apenas os alimentos já embalados em recipientes adequados podem ser submetidos a uma dose de radiação ionizante. d) alimentos tratados com radiação ficam mais sensíveis ao ataque de insetos, bactérias patogênicas, fungos e leveduras. e) a aplicação da radiação em alimentos, com a eliminação de alguns agentes biológicos, contribui para a melhor conservação dos alimentos. Questão-33) Os cientistas conseguem determinar a idade de um fóssil com menos de 40.000 anos de idade utilizando o método do carbono-14 (14C ) ou carbono radioativo. Isso é feito a partir da relação existente entre a quantidade de 14C restante no fóssil e a quantidade de 14C em uma espécie semelhante atual. Apesar de sofrer decaimento radioativo, a quantidade de carbono-14 na atmosfera, em particular em moléculas de CO2, é praticamente constante devido à incidência dos raios cósmicos, que atingem a Terra a todo instante. Assim, por fazerem parte do ciclo do carbono, animais e vegetais mantêm uma quantidade praticamente constante de carbono- 14 em sua constituição enquanto estão vivos. Porém, quando morrem, cessa a entrada de carbono no organismo e esse número vai diminuindo à medida que o carbono-14 vai decaindo radioativamente. A meia-vida do carbono-14, isto é, o tempo necessário para que metade dos átomos radioativos de uma amostra decaia, é constante e de aproximadamente 5.730 anos. Disponível em: http://noticias.terra.com.br/ciencia/interna/0,,OI109680- EI1426,00.html. Acesso em: 15 mar. 2009 (adaptado). De acordo com o texto, para se descobrir a idade de um fóssil que não poderia ter mais de 40.000 anos, é relevante determinar a) a meia-vida do carbono-14. b) se o fóssil é animal ou vegetal. c) se o fóssil tem mais de 5.730 anos. d) a quantidade de carbono-14 presente no fóssil. e) a relação entre as quantidades de carbono-14 em uma parte do fóssil e no fóssil todo. Questão-34) O carbono 14, um isótopo radioativo com meia-vida de 5700 anos, é gerado de forma constante na atmosfera a partir da interação de nêutrons com o nitrogênio atmosférico. Esse 14C reage com o O2 e produz 14CO2. Em função de seu decaimento e de suas taxas de deposição e formação, a proporção de 14CO2 e de 12CO2 na atmosfera é razoavelmente constante ao longo da história geológica da Terra. Esses gases são absorvidos por produtores primários pela fotossíntese, e os isótopos de C são transferidos aos organismos heterotróficos pela teia alimentar. Com a queima de combustíveis fósseis, produzidos há milhões de anos, quantidades significativas de CO2 têm sido lançadas na atmosfera, aumentando a concentração desse gás. Com base no exposto, o CO2 emitido a partir da queima de combustíveis fósseis a) mantém constante a proporção 12C/14C na atmosfera em relação à encontrada no período pré-industrial. b) apresenta maior concentração de 14CO2 em relação à concentração de CO2 atmosférico encontrado no período pré-industrial. c) contém quantidades iguais de 14C e 12C, dado que as taxas de formação e deposição de ambos são as mesmas. d) aumenta a proporção 12C/14C na atmosfera em relação à encontrada no período pré-industrial. e) contém apenas 14CO2, que é o real causador do aquecimento global por ser um gás de efeito estufa mais eficiente que o 12CO2. Questão-35) O flúor-18 (18F) é um radioisótopo utilizado em diagnósticos de câncer, com meia-vida igual a 110 minutos, produzido a partir da reação entre núcleos de neônio (20Ne) e o isótopo X, conforme a equação a seguir: 20 18 4 10 9 2Ne X F O isótopo X e a porcentagem de 18F que resta após 5,5 horas de sua produção são, respectivamente, a) deutério e 6,25%. b) trítio e 6,25%. c) trítio e 12,5%. d) deutério e 12,5%. e) prótio e 12,5%. Questão-36) Uma explicação para a emissão de partículas (elétrons) por núcleos instáveis é a conversão de um nêutron do núcleo atômico em um próton e um elétron, segundo o processo representado, em que o próton fica no núcleo e o elétron é emitido. 1 1 0 0 1 1 n p e Ocorre, com emissão de partículas , a transformação de a) hidrogênio-3 em hidrogênio-2. b) rádio-226 em radônio-222. c) carbono-13 em carbono-14. d) fósforo-30 em silício-30. e) cobalto-60 em níquel-60. TEXTO: 1 - Comum à questão: 37 Um fertilizante poderoso Plantase grãos encontrados nos registros arqueológicos sugerem que a agricultura praticada na região norte do Chile sustentou por séculos grandes assentamentos humanos, antes mesmo do Império Inca. Estranhamente, essa região é dominada pelo deserto do Atacama. Porém, a resposta está na análise química da composição de amostras de 12 alimentos com idade entre 3 mil e 550 mil anos em sítios arqueológicos da região de Tarapacá, que mostrou um aumento na concentração de nitrogênio a partir do ano 900. Essa mudança na composição dos alimentos é atribuída à adubação das plantações com guano, excremento das aves marinhas, um dos fertilizantes naturais mais ricos em nitrogênio. A hipótese é de que o guano seria retirado de depósitos no litoral do Chile e do Peru e transportado em caravanas de lhamas por dezenas de quilômetros. (Revista Pesquisa Fapesp, abril de 2021, p. 15. Adaptado) Questão-37) Considere o gráfico abaixo. Gráfico da curva de decaimento do C-14 Utilizando a datação por carbono-14, cuja meia-vida é de 5600 anos, o teor desse isótopo na amostra de alimento mais recente é, aproximadamente, de: a) 10 ppb b) 7 ppb c) 5 ppb d) 3 ppb e) 1 ppb Questão-38) A respeito das reações abaixo: I. n P Al 10 30 15 4 2 27 13 II. n3 Kr aB U n 10 x y 142 56 235 92 1 0 III. n eH H H 10 4 2 3 1 2 1 Assinale a alternativa INCORRETA. a) A reação I é uma reação de transmutação artificial. b) A reação II é uma reação de fissão nuclear. c) A reação III é uma reação de fusão nuclear. d) O número de nêutrons do criptônio da reação II é 55. e) A massa atômica do criptônio da reação II é 93. Questão-39) Um dos primeiros isótopos utilizados em preparações coloidais radioterapêuticas foi o radioisótopo ouro –198, um emissor de partículas . O isótopo formado nessa emissão é a) a platina−197. b) o ouro−197. c) o irídio−194. d) o mercúrio−198. e) o tálio−202. Questão-40) Seu próximo telefone celular, ou mesmo seu carro elétrico, poderá ser alimentado por uma bateria nuclear, em lugar das baterias de íons de lítio, graças a um avanço feito por pesquisadores russos. A bateria nuclear, que funciona a partir do decaimento beta de um isótopo radioativo do níquel – o níquel-63 –, fornece cerca de 3 300 miliwatts-hora de energia por grama, mais do que em qualquer outra bateria nuclear do mesmo tipo e 10 vezes mais do que a energia específica das baterias químicas atuais. (Disponível em: https://www.inovacaotecnologica.com.br. Acessado em: 01/05/2019. Adaptado) O decaimento beta do níquel-63 está corretamente representado por Dados: Números atômicos: Co = 27; Ni = 28; Cu = 29. a) Cu Ni 6329 0 1 63 28 b) Co Ni 6327 0 1 63 28 c) Ni Ni 6428 1 0 63 28 d) Cu Ni 6229 1 0 63 28 e) Ni Ni 6228 0 1 63 28 Questão-41) Uma reação de transmutação artificial ocorre quando núcleos estáveis de elementos naturais são bombardeados com diferentes partículas (alfa, beta, próton, nêutron, etc.), transformando-se em núcleos de outro elemento químico.A seguir é apresentada uma tabela que relaciona as principais partículas usadas para bombardear o núcleo alvo: O casal Curie recebeu o prêmio Nobel de Química em 1935 devido aos seus trabalhos de indução artificial de radioatividade, a partir do 27 13 Al , segundo a equação: 27 30 13 15Al x P y Nessa transmutação, x e y representam, respectivamente, as partículas a) dêuteron e alfa. b) beta e pósitron. c) beta e nêutron. d) alfa e beta. e) alfa e nêutron. GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: E 3) Gab: A 4) Gab: C 5) Gab: B 6) Gab: E 7) Gab: D 8) Gab: D 9) Gab: 0, 2, 4 10) Gab: A 11) Gab: A 12) Gab: B 13) Gab: D 14) Gab: A 15) Gab: A 16) Gab: E 17) Gab: D 18) Gab: A 19) Gab: C 20) Gab: C 21) Gab: A 22) Gab: E 23) Gab: C 24) Gab: A 25) Gab: D 26) Gab: A 27) Gab: E 28) Gab: D 29) Gab: B 30) Gab: D 31) Gab: E 32) Gab: E 33) Gab: D 34) Gab: D 35) Gab: D 36) Gab: E 37) Gab: B 38) Gab: E 39) Gab: D Consultando a tabela periódica fornecida, nota-se o número atômico do ouro (Au) igual a 79. Assim, considerando o ouro- 198 um emissor , temos o seguinte decaimento: 198 0 198 79 1 80Au X O nuclídeo formado tem número atômico igual a 80 e, portanto, trata-se do isótopo 198 do mercúrio 19880Hg . 40) Gab: A 41) Gab: E Dêuteron: 2 1 d Alfa: 4 2 Pósitron: 0 1 Beta: 0 1 Nêutron: 1 0 n 27 4 30 1 13 2 15 0 alfa nêutron Al x P y