Questões de Concurso sobre Radioatividade e química nuclear

A medicina nuclear é uma especialidade médica que usa materiais radioativos para a geração de imagens em exames como a cintilografia e o PET-CT. Entre os materiais utilizados estão substâncias que contêm, por exemplo, F-18, Ga-68 e I-131.

A partir dessas informações, avalie se as afirmativas a seguir são falsas (F) ou verdadeiras (V).

( ) Os elementos apresentados são isótopos entre si.

( ) Ga-68 é o que possui maior número de nêutrons.

( ) F-18 é o que apresenta menor número de massa.

As afirmativas são, respectivamente,

O tório (Th) é um elemento mais abundante na crosta terrestre do que o urânio (U). Além disso, o decaimento radioativo dos isótopos do tório produz menos resíduos. Por isso, cada vez mais pesquisas são desenvolvidas para contornar os problemas tecnológicos da utilização de isótopos do tório como combustível em usinas de fissão nuclear. No ciclo do Th como combustível, ocorrem as seguintes reações nucleares:

As espécies químicas A e B são, RESPECTIVAMENTE:

Átomos, grupos de átomos ou moléculas instáveis e de elevada reatividade, por possuírem elétrons livres não pareados em sua camada orbital externa, são:

A administração da imunoglobulina anti-D no período de pós-parto aumenta significativamente o risco de aloimunização materna.

Se 100 g de uma substância radioativa apresenta tempo de meia‑vida de 2 horas, após 4 horas restará 12,5 g dessa substância.

As técnicas espectroscópicas atômicas e moleculares se dividam porque a primeira observa o efeito da absorção da radiação por um determinado átomo e a segunda observa o efeito da absorção da radiação por uma determinada molécula ou grupamento químico. As principais técnicas e seus usos são:

Quando o urânio-238 decai por emissão alfa, forma um elemento cujo número atômico constitui o tório (Th):

${}_{92}^{238}U{\to }_Y^{X}Th{+}_2^{4}He$

Considerando o exposto, os valores de X e Y (relativos ao tório) são, respectivamente:

O tempo de meia-vida (t_1/2) de uma reação é o tempo necessário para a concentração de um reagente atinja a metade da sua concentração inicial. É uma forma de descrever a velocidade que um reagente é consumido em uma reação química. O processo de decomposição do N₂O₅ é um processo de primeira ordem.

Assinale a alternativa que melhor representa quantas meias-vidas são necessárias para decompor 99% de uma amostra:

O físico Otto Hahn descobriu que, ao bombardear Urânio-235 com nêutrons, dois núcleos menores eram produzidos. A física Lise Meitner explicou o processo e o nomeou como fissão nuclear.

A fissão nuclear ocorre em cadeia e, além da formação dos dois núcleos menores, também nêutrons e energia são liberados de acordo com a reação a seguir.

${}_0^{1}n{+}_{92}^{235}U{\to }^{139}X{+}_{36}Y+2{}_0^{1}n+Energia$

Na reação apresentada, o número atômico de X e o número de massa de Y são, respectivamente,

Infere-se do texto que o tecnécio forma diferentes complexos estáveis que são utilizados na medicina nuclear.

Uma reação de isomerização de uma substância orgânica a 200°C segue a lei de velocidade de primeira ordem. Se a pressão inicial é X atm, e depois de 10 s, a concentração é de (X-2) atm, o tempo de meia-vida para essa reação é dado pela equação:

A técnica do radiocarbono é largamente utilizada na arqueologia e na antropologia como forma de estimar a idade de determinados artefatos. Esse radioisótopo possui tempo de meia vida de 5600 anos e decai a uma taxa de 14,0dpm.g^-1 (desintegrações por minuto por grama).

Considerando que a análise de um artefato encontrado por arqueólogos tenha apresentado atividade de carbono-14 equivalente a 10,7dpm.g^-1 é possível estimar que a idade do artefato (em anos) é, aproximadamente, igual a

(Dados: use log 1,3 = 0,11 e log 2 = 0,3)

Entre os diferentes tipos de radiações eletromagnéticas, estas podem causar diferentes efeitos em um material ou composto, tais como radiações que podem causar efeitos ionizantes devido a suas radiações mais altas; outros tipos podem causar transições eletrônicas em moléculas, ou mesmo causar mudanças vibracionais.

Assinale a alternativa do tipo de radiação que pode causar transições de spin nuclear, desconsiderando a amostra não estar sujeita a um campo magnética.

A separação ou acoplamento spin-spin é um fenômeno da ressonância magnética nuclear em que o desdobramento de um determinado sinal de hidrogênio reflete a presença de hidrogênios vizinhos. Considerando esse acoplamento, o desdobramento dos sinais dos hidrogênios equivalentes do 1,1,2-tricloroetano corresponde a:

Partículas beta são carregadas negativamente e, ao serem emitidas, alteram a massa atômica do átomo.

A medicina nuclear é uma área da saúde que utiliza materiais radioativos para acompanhar processos metabólicos através de imagens, combater patologias e sintomas como a dor causada por metástase, realizando diagnósticos por meio de emissões de pósitrons (partículas β+), a exemplo do flúor-18 ( ${}_9^{18}F$) e do carbono-11 (${}_6^{11}C$). Também há materiais radioativos utilizados no tratamento de lesões e alívio de dores, como os emissores de partículas beta estrôncio-89 (${}_{38}^{89}Sr$), samário-153 (${}_{62}^{153}Sm$) e iodo-131 (${}_{53}^{131}I$).

(Radioisótopos na medicina: o que são, para que servem e radiofármacos. telemedicinamorsch.com.br)

Os números atômicos dos elementos formados a partir do decaimento radioativo dos radioisótopos ${}_9^{18}F$, ${}_6^{11}C$ e ${}_{53}^{131}I$ são, correta e respectivamente,

Espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente é uma técnica de análise química instrumental que faz uso de uma fonte de excitação de plasma à alta temperatura para produzir átomos excitados que emitem radiação em comprimentos de onda na faixa de 125 a 950nm, característicos dos elementos presentes na amostra.

Assinale a opção que apresenta componentes típicos de um espectrômetro de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente.

O cobre-64 é usado, na forma de acetato de cobre(II), no tratamento de tumores cerebrais.

Considerando que a meia-vida desse radioisótopo é de 13,0 horas, a quantidade que sofreu desintegração, após 2 dias e 4 horas, de uma amostra com 12,00mg de acetato de cobre(II) será, aproximadamente, de

O fenômeno do decaimento radioativo ocorre naturalmente quando o núcleo de um átomo de determinado elemento químico se torna instável e, consequentemente, se fragmenta, emitindo radiações eletromagnéticas e desintegrando-se. Um dos principais tipos é o decaimento beta, que promove

“A meia-vida, t_1/2, de uma substância é o tempo necessário para que sua concentração caia à metade do valor inicial”. A figura abaixo mostra a concentração do cloreto de butila (C₄H₉Cl) como uma função do tempo:

(ATKINS; JONES, Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Editora Bookman, 2006)

Variação da Concentração com o Tempo

Fonte: BROWN; LEMAY; BURSTEN, Química: a ciência central, São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005, p. 487

Pode-se concluir, observando o gráfico, que a meia-vida da reação de C₄H₉Cl com água ocorre aproximadamente no tempo de: