ENEM - 2022 O urânio é empregado como fonte de energia em reatores nucleares. Para tanto, o seu mineral deve…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
ENEM - 2022 O urânio é empregado como fonte de energia em reatores nucleares. Para tanto, o seu mineral deve ser refinado, convertido a hexafluoreto de urânio e posteriormente enriquecido, para aumentar de 0,7% a 3% 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? 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.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- O enunciado informa que o urânio-235 e o urânio-238 formam hexafluoretos com massas ligeiramente diferentes, e que a efusão separa esses gases pela diferença de massa, que faz um gás efundir mais rápido que o outro.
- Um procedimento alternativo deve explorar a mesma propriedade, a diferença de massa, e não a diferença de tamanho, solubilidade, ponto de ebulição ou magnetismo.
- A centrifugação gira os gases em alta velocidade; a força centrífuga empurra as moléculas mais pesadas (com urânio-238) para a parede externa e concentra as mais leves (com urânio-235) perto do centro. Assim, a separação ocorre pela massa, e esse é o método alternativo usado na prática, como na ultracentrífuga.
- Por que as outras estão erradas: a peneiração separa partículas sólidas pelo tamanho, não por massa de moléculas gasosas; a extração por solvente depende da solubilidade relativa dos componentes; a destilação fracionada separa líquidos pelos pontos de ebulição; a separação magnética depende de propriedades magnéticas, que os hexafluoretos de urânio não exploram para essa finalidade.
- Portanto, a resposta correta é a alternativa B, centrifugação, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Considere os princípios da separação de isótopos.
Alternativa por alternativa
O aluno pode associar a separação a uma peneira, imaginando que os isótopos são separados por tamanho de partícula, como os orifícios de uma tela. Ele ignora que a diferença explorada é de massa entre moléculas gasosas.
Centrifugação utiliza a diferença de massa para separar isótopos, sendo um método eficaz para o enriquecimento de urânio.
O aluno pode pensar que, por se tratar de uma mistura, basta dissolver os componentes em um solvente para separá-los. Não percebe que a extração depende de solubilidade diferente, e não de massa, e que isótopos têm solubilidade praticamente igual.
O aluno pode relacionar a separação com a destilação, por ser um processo de vaporização, e concluir que a diferença de massa basta para separar por ponto de ebulição. Os isótopos têm propriedades químicas e de ebulição praticamente idênticas, o que impede essa separação.
Por que engana: Confundir propriedades físicas usadas na separação, como massa e magnetismo, aplicando métodos inadequados para isótopos.
O aluno pode supor que qualquer diferença física entre materiais permite separação magnética, sem verificar se o hexafluoreto de urânio tem propriedades magnéticas relevantes. A diferença de massa não se traduz em magnetismo.
Raio-X da questão
separação de isótopos
avaliacao
separacao de misturas · propriedades dos isotopos
Revisar métodos de separação de isótopos na química.
Confundir propriedades físicas usadas na separação, como massa e magnetismo, aplicando métodos inadequados para isótopos.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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