Questão 97 do ENEM 2022 comentada
Entenda como a diferença de massa entre isótopos pode ser usada em um método de separação.
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?
- APeneiração.
- BCentrifugação.
- CExtração por solvente.
- DDestilação fracionada.
- ESeparação magnética.
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O que a questão cobra
A questão cobra a relação entre propriedades físicas das partículas e métodos de separação de misturas. Você precisa identificar qual método pode explorar a diferença de massa entre moléculas.
Resolução
A questão informa que os dois compostos diferem pela massa dos isótopos de urânio. Um método alternativo deve aproveitar essa diferença para separá-los.
pequena diferença de massa entre os hexafluoretos de urânio-235 e de urânio-238
Na centrifugação, a mistura é submetida a uma rotação intensa. As partículas de maior massa tendem a se deslocar de modo diferente das partículas mais leves, o que permite separar os dois hexafluoretos. Como eles contêm isótopos de massas distintas, esse método pode ser usado no enriquecimento do urânio.
A peneiração separa sólidos por tamanho de partícula, e não pela massa de moléculas gasosas. A extração por solvente depende da solubilidade das substâncias. A destilação fracionada separa componentes pela diferença entre seus pontos de ebulição, não pela diferença de massa indicada no texto. Já a separação magnética exige diferenças nas propriedades magnéticas dos componentes, que não são mencionadas.
Portanto, a centrifugação é o procedimento que aproveita a diferença de massa apresentada no enunciado.
Alternativa por alternativa
- A
A peneiração separa sólidos conforme o tamanho de suas partículas. O enunciado destaca a diferença de massa entre moléculas, não uma diferença de tamanho.
- B
Correta. A centrifugação pode separar partículas de massas diferentes por seu comportamento distinto durante a rotação. Por isso, aproveita a diferença mencionada no texto.
- C
A extração por solvente depende da diferença de solubilidade dos componentes. O enunciado não apresenta essa propriedade como critério de separação.
- D
A destilação fracionada separa componentes conforme seus pontos de ebulição. A diferença destacada no texto é de massa, não de ponto de ebulição.
- E
A separação magnética depende de diferenças nas propriedades magnéticas dos componentes. O enunciado não indica que os hexafluoretos tenham essa diferença.
Para lembrarA centrifugação pode separar partículas com massas diferentes porque elas se comportam de modo distinto durante a rotação.
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