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ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) 2018

Questão 57 — Química: Radioatividade — Decaimentos Radioativos

Química Radioatividade — Decaimentos Radioativos

ITA 2018 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2019 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 x 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 x 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 x 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Volume molar de gás ideal = 22,4 L (CNTP)
Carga elementar = 1,60 x 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 x 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante gravitacional (g) = 9,81 m s⁻²
Constante de Planck (h) = 6,63 x 10⁻³⁴ m² kg s⁻¹
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 x 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 x 10⁵ N m⁻² = 760 Torr = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 x 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0° C e 760 mmHg
Condições ambientes: 25° C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol L⁻¹
ln X = 2,3 log X
Massas Molares
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹)
H | 1 | 1,01
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
S | 16 | 32,06
Fe | 26 | 55,85
Co | 27 | 58,93
Ni | 28 | 58,69
Cu | 29 | 63,55
Zn | 30 | 65,38
Br | 35 | 79,90

Sabe-se que um determinado nuclídeo, estável ou instável, em seu estado fundamental é designado por X e, em seu estado excitado, por X*. Considere o bombardeamento do átomo estável de cobalto no estado fundamental por um nêutron. O nuclídeo gerado por essa reação sofre três decaimentos radioativos consecutivos, liberando, respectivamente, uma partícula beta e 0,31 MeV de energia, uma partícula gama e 1,17 MeV de energia, e uma partícula gama e 1,33 MeV de energia. Com base nessas informações, assinale a opção que apresenta os nuclídeos formados em cada um dos três decaimentos, respectivamente.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Co-59 captura nêutron, vira Co-60, que decai por beta para Ni-60* e depois emite dois gamas até o Ni-60 estável.

⁵⁹Co + n → ⁶⁰Co. O decaimento beta aumenta Z em 1, formando Ni-60 excitado (Ni*). A emissão gama não altera Z nem A. Por isso o Ni* emite 1,17 MeV e continua como Ni*, e depois emite 1,33 MeV e chega ao Ni fundamental. A sequência é Ni*, Ni*, Ni.

Análise das alternativas

A, B e C) Indicam Co após a emissão beta, mas a beta transforma Co em Ni. D) Indica Co* nos decaimentos gama, mas a emissão gama não muda o elemento, que continua sendo Ni.

Referência: Radioatividade; decaimento beta e emissão gama

Resolução comentada do VaiConcursos.

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Gabarito: E

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito ITA — Vestibular 2019 — 1ª fase