Milagres modernos são metais pesados

TRABALHO DE QUÍMICA

Maravilhas Modernas - Metáis Pesados

Coronel Fabriciano, Dezembro/2013

1- No vídeo os metais pesados sao todos os metais de ferro ao urânio. Pesquise outras definições para o termo "Metais Pesados".

R- Ao longo das últimas décadas, diversos pesquisadores e autores re- portaram definições para metal pesado. Duffus (2002), em um relatório técnico apresentado à União Internacional de Quí- mica Pura e Aplicada (IUPAC), relatou os resultados de uma extensa revisão bi- bliográfica sobre as definições de metal pesado. Em rela- ção às propriedades químicas, as principais definições identificadas foram: Massa específica: metais pesa- dos apresentam massa específica elevada, sendo maior ou igual a um determinado valor de referência que, em função de cada publicação, varia entre 3,5 e 7,0 g/cm3; Massa atômica: metais pesados apresentam elevada massa atômica, sendo o sódio (massa atômica igual a 23) usado como referência; Número atômico: metais pesa- dos apresentam elevado número atômico, sendo o cálcio (número atô- mico igual a 20) usa- do como referência. Dentro desses critérios, alguns au- tores consideram que qualquer tipo de metal pode ser um metal pesado, enquanto outros in- cluem apenas os metais de transição. Além dessas defi- nições principais, outras também foram relatadas em função de outras propriedades, como a capacidade de formar sabões ou definições que datam de antes de 1936 e empregam critérios variados, como o uso em armas de fogo.

2- Existe uma diferença entre "atomo mais pesado" e "atomo mais denso". No video, durante a introdução do urânio , fala se que ele é um elemento mais pesado, 18 vezes mais denso que a agua. Porém, podemos perceber que houve um erro. Explique.

R- No vídeo diz que o Urânio é o mais pesado de todos os elementos, mas , assumindo que "mais pesado" = maior número de massa, o urânio é de massa atômica igual a 238 u. O autor disse que o Urânio é 18 vezes mais denso que a água, porém, densidade e massa são diferentes. Densidade= número de densidade ou seja, a densidade do urânio é 20.2 e peso = a massa do urânio.

3- Qual é o elemento mais pesado da Tabela Periódica? Explique e dê o valor de sua massa.

R- O elemento mais pesado da Tabela Periódica é o Laurêncio, que é um elemento químico com massa atómica [262] u.

4- Qual é o elemento "natural" mais pesado da tabela periódica? Dê o valor de sua massa.

R- O urânio é o último elemento químico natural da tabela periódica. É o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra: contem 92 prótons e 135 a 148 nêutrons.

5- Quais são os cinco elementos mais densos da tabela periódica? Dê os valores de suas densidades.

R- Uranio - Densidade = 20.2

Renio - Densidade = 21.04

Platina- Densidade = 21.45

Iridio - Densidade = 22.4

Osmio- Densidade = 22.6

6- Qual é a diferença entre o 238 U e o 235 U?

R-Para provocar uma reação de fissão nuclear nos reatores de água pressurizada, é preciso dispor de um urânio que contenha entre 3% e 5% do isótopo 235. Ambos os isótopos, 235U e 238U , têm as mesmas propriedades químicas. A única diferença física entre eles são os três nêutrons que explicam uma pequena diferença de massa atômica.

7- Pesquise qual é a diferença entre o urânio usado como combustível nuclear em reatores nucleares e o urânio usado para a produção de bombas nucleares.

R-

• Urânio como combustível nuclear - o urânio na forma de

yellowcake é dissolvido e purificado. Então é convertido para o estado gasoso,

sendo obtido o hexafluoreto de urânio (UF6).

A etapa a seguir é a de enriquecimento do urânio que tem por objetivo

aumentar a concentração do urânio 235 que é de apenas 0,7% de urânio 235

para 2 a 5% o que viabiliza o seu uso como combustível. O produto gasoso, UF6,

é então, enriquecido em 235U.

• Urânio na forma de reatores nuclear - A reação de fissão nuclear em cadeia é provocada quando um núcleo atômico, após absorver um nêutron (partícula nuclear sem carga elétrica), divide-se em dois ou mais fragmentos, dotados de grande energia. Esse fenômeno, se ocorre descontroladamente, dá origem à explosão atômica; quando realizado no interior de um reator, contudo, pode ser dominado para fornecer energia em grande quantidade, suficiente para acionar navios, alimentar imensos complexos industriais ou fornecer energia elétrica a uma cidade.

Existem muitos elementos que podem participar de reações desse tipo, mas comumente são empregados o isótopo 235 do urânio, o plutônio e o tório. Os núcleos dos átomos de urânio de ocorrência natural apresentam-se em dois tipos ou isótopos: O isótopo 238, encontrado em 99,3% dos minérios de urânio e o isótopo 235, que ocorre em apenas 0,7% dos casos.

• Urânio para a produção de bombas nucleares-o urânio, numa reação em cadeia;ou ele "explode", isto é, "queima" rapidamente, ou então "queima" lentamente. A quantidade total de energia produzida é a mesma,mas ela se manifesta de formas diferentes. No primeiro caso é a fantástica explosão nuclear, com produção de quantidades assombrosas de luz, calor e outras radiações capazesde matar centenas de milhares de pessoas.No segundo caso,a "queima" do urânio produz basicamente calor, que aquece as barras nas quais se encontra o urânio.

Não é o urânio que se encontra na natureza que pode explodir da maneira descrita acima; o urânio como se encontra na natureza é formado por uma mistura de dois tipos de átomos: o urânio 235 na proporção de 0,7% e o urânio 238 na proporção de 99,3%. O primeiro deles é bastante raro. Em 1 kg de urânio só existem 7 g de urânio 235. É como se tivéssemos um saco