Resolução de questões aleatórias #10 – Emissão de partículas radioativas

Agora é hora de fazer experiências horripilantes com radiatividade, para criar monstros terríveis e… Oh, wait!

via instinctalternative.blogspot.com.br

A humanidade ainda não chegou nesse nível, o blog então nem se fala! Enquanto não é possível virar o gigante esmeralda, famoso Hulk (um dos meus personagens favoritos dos quadrinhos), fiquem com a resolução de uma questão que envolve emissão de partícula beta, e aprenda a responder outras perguntas no mesmo formato.

Questão #10

O elemento ²¹⁴Pb₈₂ sofre decaimento radioativo por emissão de partícula β. Que elemento é formado nesse processo?

Resolução

Quando for assim, é receita de bolo. Aplicou a ideia, acabou a questão. Seja a emissão de partícula β a seguinte:

AXZ →  AY₊₁ + ⁰β₋₁

onde um átomo X de número de massa A e número atômico Z, se transmuta para um outro átomo de número de massa A e número atômico Z+1. Neste exercício, temos:

²¹⁴Pb₈₂ → ⁰β₋₁ + (um átomo cujo número de massa vale 214 mas o número atômico seja 83)

Como o número atômico, Z, caracteriza um elemento, o único que possui Z = 83 é o Bi (bismuto). Portanto, a emissão completa é ²¹⁴Pb₈₂ → ²¹⁴Bi₈₃ + ⁰β₋₁, com o elemento bismuto sendo formado.

Nas emissões/desintegrações não há muito o que se pensar. Elas ocorrem quando os núcleos encontram-se instáveis. Seria como estarmos apertados para urinar e, quando chegamos ao banheiro, damos aqueeeela mijada, nos aliviando. Em relação às questões que já fiz, as mais cobradas podem ser de três tipos:

① Emissão de partículas alfa (ou raios alfa), ⁴α₂, que são partículas positivas iguais ao núcleo do átomo de hélio, ⁴He₂. Ela segue a lei de Soddy.

AXZ → A⁻⁴YZ₋₂ + ⁴α₂

Note que o novo átomo perde 4 unidades de massa e duas unidades de número atômico.

Exemplo: Um núcleo de tório-232, ao emitir uma partícula alfa, transforma-se em um núcleo de rádio-228. Escreva a equação que representa isso.

²³²X₉₀ → ²²⁸Y₈₈ + ⁴α₂ 

② Emissão de partículas beta (ou raios beta), ⁰β₋₁, que são partículas negativas iguais aos elétrons, e⁻. Ela segue a lei de Soddy-Fajans.

AXZ → AY₊₁ + ⁰β₋₁ 

Perceba que o novo átomo mantém o mesmo número atômico e ganha uma unidade de número atômico.

Observação: A rigor, também é emitido o neutrino, partícula que causou escândalo na física atualmente. Sua formação visa conservar a quantidade de movimento.

AXZ → AY₊₁ + ⁰β₋₁ + ⁰ν₀

Para fins de cálculos do ensino médio, nada muda. Então não se preocupe caso ela não esteja presente em alguma questão.

Exemplo: o mesmo núcleo de tório-232 acima emite uma partícula beta, transformando-se em um núcleo de paládio. Que equação rege essa emissão?

²³²X₉₀ → ²³²Y₉₁ + ⁰β₋₁ + ⁰ν₀

Emissão de raios gama, ⁰γ₀, que são ondas eletromagnéticas bem pequenas. Jamais as chame de “partículas gama”, uma vez que não possuem carga ou massa.

AXZ → ⁰γ₀ + AXZ

Observe que o “novo átomo”, na realidade, é o mesmo do de antes da emissão.

Observações finais: se olharem bem, verão que não há massa sendo criada ou destruída, em um sistema fechado. As questões, com menor frequência, podem apresentar emissões (que são naturais) e até mesmo soma de partículas (transmutação artificial, ocorrida por bombardeamento) como ¹H₁, ²D₁ (deutério, isótopo do hidrogênio, ¹H₁), ³T₁ (outro isótopo do hidrogênio) e ¹P₁. Ah, outra coisa: é normal pedirem emissões sucessivas. O princípio aplicado é o mesmo.

Exemplo: na sequência de desintegrações radiativas ²³⁴A₉₀ → ²³ºB₈₈ → ²³ºC₈₉ →
→ ²³ºD₉₀ → ²²⁶E₈₈, ocorrem sucessivamente quais emissões?

Acontecem emissões α, β, β e α, respectivamente.

Pergunta original: http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20120726164004AA1pg7S

REFERÊNCIA

SARDELLA, Antônio; Química – Série Novo Ensino Médio, Volume Único. 2ª ed. São Paulo, SP: Ática, 2006.

Sobre Davidson Lima

Adorador de nuvens, músico, protótipo de humorista, fã do seriado The Big Bang Theory e montador de cubos mágicos, sou eu, um Técnico em Química e graduando em Engenharia Química pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj). Mas vou além. Não preciso de Red Bull para que meus sonhos criem asas. Só isso mesmo.
Esse post foi publicado em ▪ Dicas pra estudar, Química:, Vestibular e marcado , , , , , , , . Guardar link permanente.

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s