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Questão 120

ENEM 2022, Ciências da Natureza Dificuldade: Média Favoritar

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?

Ver gabarito e resolução

Em resumo: A centrifugação separa por diferença de massa: o hexafluoreto de U-238, mais pesado, vai para a parede.

Gabarito oficial: alternativa B.

Resolução

A questão pede um procedimento alternativo à efusão que use a diferença de massa entre os isótopos.

A efusão separa os gases porque moléculas mais leves passam mais rápido pelos orifícios. Outra técnica baseada na massa é a centrifugação: girando o gás em alta velocidade, as moléculas mais pesadas (UF₆ com urânio-238) se concentram na parte de fora, e as mais leves (com urânio-235), no centro. É a técnica usada nas centrífugas de enriquecimento de urânio.

Alternativas

  • A) Errada. A peneiração separa partículas sólidas de tamanhos diferentes.
  • B) Correta. A centrifugação separa as moléculas pela massa.
  • C) Errada. Os isótopos têm a mesma química e não se separam por solvente.
  • D) Errada. A destilação depende de temperaturas de ebulição diferentes, quase iguais nesse caso.
  • E) Errada. A separação magnética não diferencia esses isótopos.

Logo, a resposta é a alternativa B.

Fonte: INEP/MEC.

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