Questão 120 Enem 2022 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza
O urânio é empregado como fonte de energia em reatares nucleares. Para tanto, o seu mineral deve ser refinado, convertido a hexafluoreto de urânio e posteriormente enriquecido, para aumentar de a a abundância de um isótopo específico - o urânio-235. Uma das formas de enriquecimento utiliza a pequena diferença de massa entre os hexafluoretos de urânio-235 e de urânio-238 para separá-los por efusão, precedida pela ·vaporização. Esses vapores devem efundir repetidamente milhares de vezes através de barreiras porosas formadas por telas com grande número de pequenos orifícios. No entanto, devido à complexidade e à grande quantidade de energia envolvida, cientistas e engenheiros continuam a pesquisar procedimentos alternativos de enriquecimento.
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2006 (adaptado).
Considerando a diferença de massa mencionada entre os dois isótopos, que tipo de procedimento alternativo ao da efusão pode ser empregado para tal finalidade?
| a) |
Peneiração. |
| b) |
Centrifugação. |
| c) |
Extração por solvente. |
| d) |
Destilação fracionada. |
| e) |
Separação magnética. |
a) Incorreto. O processo de peneiração é capaz de separar partículas sólidas com diferentes granulometrias, ou seja, diferentes tamanhos. Esse processo ocorre através de uma rede com orifícios de tamanhos específicos, a qual denominamos peneira. Nesse caso, os hexafluoretos de urânio estão na forma de vapor, não sendo possível a separação por peneiração.
b) Correto. A centrifugação é um processo de separação que consiste na sedimentação de partículas com diferentes densidades. Visto que as massas dos isótopos de urânio são diferentes, suas densidades também serão diferentes permitindo ocorrer uma decantação. Visto que essa diferença é muito pequena, a aplicação de uma força centrífuga auxilia na sedimentação do material.
c) Incorreto. A extração por solvente ocorre a partir da solubilização do composto em determinado solvente, logo, depende da polaridade da molécula. A alteração isótopo de urânio em determinado composto não altera sua polaridade visto que a geometria e vetores de dipolo permancem os mesmos, sendo assim, não seria possível separá-los.
d) Incorreto. A destilação fracionada é uma técnica que separa substâncias com diferentes temperaturas de ebulição, a qual é uma propriedade que depende das forças intermoleculares, logo, é a mesma independente do isótopo do urânio no composto.
e) Incorreto. A separação magnética consiste na atração de compostos ferromagnéticos através de utilização de um imã. Os compostos ferromagnéticos são apenas os metais ferro, cobalto e níquel, além das ligas que os contenham. Ademais, isótopos de um elemento não apresentam diferença nas propriedades magnéticas visto que as mesmas estão relacionadas com os spins dos elétrons de acordo com a configuração eletrônica, a qual é igual para ambos os isótopos.