Prof. Andrea Mena T. NM4

GUÍA DE ESTUDIO DE QUÍMICA 4° MEDIO

UNIDAD: QUÍMICA NUCLEAR

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Aprendizaje Esperado

Conocer que la Radiactividad se produce por medios Artificiales Calcular el tiempo de Vida Media, siguiendo el método de resolución de

problemas.

Transmutación NuclearLa química nuclear sería un campo limitado si sólo se dedicara a estudiar los elementos radiactivos naturales. En este sentido, un experimento realizó Rutherford en 1919, sugirió que era posible producir radiactividad por medios artificiales.

Esta reacción demostró por primera vez que era posible transformar un elemento en otro mediante transmutación nuclear. A diferencia de la desintegración radiactiva, este proceso resulta de la colisión de dos partículas.La reacción anterior se abrevia:

Ejercicios: Escriba la ecuación balanceada de la reacción nuclear a) 26Fe56 (d, He) 25Mn54

b)46Pd106 (He, p) 47Ag109

c) X (p, He) 6C12

d) 25Mn55 (n , gamma) X

Período de Semidesintegración o tiempo de vida medio (t½)

Tiempo de vida medio (t½) : Es el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de los átomos de cualquier sustancia radiactiva. Las vidas medias de los elementos alcanzan, desde una fracción de segundo, hasta miles de millones de años.

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Ejemplo: La desintegración de una muestra de 1000 mg de Co – 60, con un tiempo de vida media es de 5, 3 años. Calcular la masa que queda de cobalto si han transcurrido 15, 9 años. Desintegración Masa Tiempo

0 1000 0

Ejercicios:

I- Calcular La vida media de los siguientes ejercicios , debes graficar cada uno de ellos e interpretarlos: 1- El bario emite espontáneamente partículas beta. Si una muestra emite 2000 partículas por minuto. Después de cuantos periodos y cuantos años habrá reducido la emisión a 31.25 partículas por minuto. Su periodo de vida media es de 12.5 años. 2- En el año 1998 Marie y Pierre Curie aislaron 200 mg de radio, cuyo periodo de semidesintegración es de 1620 años ¿Calcular el tiempo que tarda en llegar a 3.125 mg?3- El tiempo de vida media para el Yodo es de 8 días y emite partículas alfa . Si se comienza con una muestra de 800 g de yodo y al final del estudio se encontraron 25 g de este elemento, calcular los días que tarda el yodo en desintegrarse.4- Se encontraron 0.15625 g de Oxigeno. Si la vida media es de 118 segundos y se estima que su masa inicial es de 5 g . ¿Cuál es la edad del oxigeno? 5- El lantano (La) posee una vida media de 40 hrs , si se comienza con una muestra inicial de 3000 mg y al final de la investigación se encontraron 187,5 mg ¿Cuánto tiempo tardo en desintegrarse el lantano? 6- El Neptuno posee una vida media de 22000 años si emite partículas alfa y inicialmente existían 200 mg de Np. ¿Cuántos años deben pasar que la muestra inicial quede en 12,5 mg?7- El 90 Sr emite espontáneamente una partícula (alfa). Si una muestra emite 1000 partículas por minuto. Después de cuántos períodos y cuántos años habrá reducido la emisión a 125 partículas por minuto? . Su período de semidesintegración es de 28 años. 8- El 232U emite espontáneamente una partícula (alfa). Si una muestra emite 2000 partículas por minuto. Después de cuántos períodos y cuántos años habrá reducido la emisión a 250 partículas por minuto? . Su período de semidesintegración es de 82 años.

INTERPRETACIÓN:

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Datación Radiactiva: Se usa para determinar la edad de objetos de interés arqueológico, se basa en el cálculo de la cantidad relativa o concentración de un isótopo inestable, de vida media relativamente larga.Este hecho es clave para calcular la edad de los objetos por medio del método del carbono C – 14.El C – 14 se encuentra en el aire en forma de CO2 , gas radiactivo que absorbe las platas y que incorporan a sus células. Luego, a través de la cadena trofica, la totalidad de los seres vivos absorbe un porcentaje de este isótopo. Cuando un animal o planta muere, deja de intercambiar materia y energía con el medio, porque el contenido de C – 14 disminuye a través de sucesivas desintegraciones nucleares, transformando C – 14 en N – 14 y emitiendo radiación beta negativa.

6C14 ------- 7 N14 + β-

FENÓMENOS RADIACTIVOS

FUSIÓN NUCLEAR

Corresponde a la unión de núcleos ligeros con formación de núcleos más pesados y liberación de energía.La bomba de hidrógeno es la reacción de fusión más conocida:

Núcleos ligeros de deuterio y el tritio se combinan para originar núcleos más pesados. Esta reacción tiene lugar en el sol, por lo tanto sólo se produce a altísimas temperaturas. Cerca de 200 millones de grados Celsius son necesarios por tanto es prácticamente inútil intentar realizarla en tierra.

FISIÓN NUCLEAR

Es la división de un núcleo muy pesado en un par de núcleos más livianos, proceso en el cual se libera gran cantidad de energía.

Aplicaciones pacificas de la fisión nuclear

1- Generación de electricidad utilizando el calor producido por una reacción en cadena, controlada en un reactor.Reactor Nuclear: Es un sistema construido para controlar la energia que se produce en la reacción en cadena y que impide el aumento indefinido de las fisiones. El reactor consiste básicamente, en una vasija en cuyo interior se deposita el combustible nuclear, que puede ser U – 235 o Pu – 239. Los componentes de un reactor son:

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Hay dos grandes tipos de reactores: Los reactores de potencia y los reactores de investigación.

Impacto de la tecnología nuclear

Las principales fuentes artificiales de la radiación son:1- Pruebas Nucleares: las sustancias radiactivas que se generan a partir de una explosión nuclear de experimentación se incorporan al medio, contaminando el agua, el suelo y el aire.2- Producción de potencia nuclear: El uso de la fisión nuclear para generar electricidad es considerado por muchos una amenza para el medio ambiente. 3- Usos Medicos de la radiación: El uso de radiación en medicina puede ser con proposito de deiagnostico (Rayos x o examenes de medicina nuclear) y para el tratamiento de enfermedades como cáncer.

Isotopos radiactivos: “Trazadores” de la salud

Los quimicos pueden utilizar isótopos radiactivos como Trazadores en reacciones químicas no biólogicas y biologicas. Estos trazadores se introducen en un organismo vivo o en cualquier objeto para seguir su trayectoria, a traves de la detección de las radiaciones que emite. Los isotopos radiactivos se han convertido en herramientas muy utiles para el diagnostico y tratamiento de enfermedades. Por medio de ellos, lo medicamentos pueden detectar tempramente enfermedades y tratarlas oportunamente. Las aplicaciones de los radioisótopos no solo abarca la salu. Veamos algunos otros empleos de gran importancia.

Industria

Estududio del medio ambiente

En la agricultura