Equilíbrio iônico

Após os desastres nucleares em Hiroshima, Fukushima e Chernobyl, girassóis foram plantados ao longo da região afetada para que estes absorvessem elementos tóxicos do solo, incluindo isótopos radioativos. Essa técnica é chamada de fitorremediação. Os resultados de um estudo realizado para avaliar a capacidade do girassol de absorver urânio do solo são mostrados na figura a seguir, que apresenta a massa total de urânio absorvida do solo por quilograma de girassol (raízes e brotos), em função do tempo desde o plantio. A concentração inicial de U no solo era de 240 mg/kg, dos quais 1% correspondia ao 234U. 

 Considere que não ocorreu separação isotópica na absorção do urânio pelas raízes e brotos, ou seja, o percentual de 234U nesse material também é de 1%. Meia vida do 234U = 240.000 anos.





a) Com base na figura, em qual semana após o plantio os girassóis (raízes e brotos) deveriam ser colhidos para que a maior massa de urânio fosse retirada do ambiente de uma única vez? 

b) É correto afirmar que os isótopos radioativos de urânio do solo contaminado, quando absorvidos pelos girassóis, deixam de ser radioativos, de forma que os girassóis possam ser comercializados com segurança? Justifique com base no tempo de meia-vida. 

c) Se a colheita for realizada na segunda semana após o plantio, quantos quilogramas de girassol (raízes e brotos) precisarão ser retirados de cada tonelada de solo para que a concentração do 234U no solo seja reduzida para 0,6 mg/kg?

Spoiler:

O item c me traz mais dificuldades...

wadekly escreveu:Após os desastres nucleares em Hiroshima, Fukushima e Chernobyl, girassóis foram plantados ao longo da região afetada para que estes absorvessem elementos tóxicos do solo, incluindo isótopos radioativos. Essa técnica é chamada de fitorremediação. Os resultados de um estudo realizado para avaliar a capacidade do girassol de absorver urânio do solo são mostrados na figura a seguir, que apresenta a massa total de urânio absorvida do solo por quilograma de girassol (raízes e brotos), em função do tempo desde o plantio. A concentração inicial de U no solo era de 240 mg/kg, dos quais 1% correspondia ao 234U. 

Considere que não ocorreu separação isotópica na absorção do urânio pelas raízes e brotos, ou seja, o percentual de 234U nesse material também é de 1%. Meia vida do 234U = 240.000 anos.



a) Com base na figura, em qual semana após o plantio os girassóis (raízes e brotos) deveriam ser colhidos para que a maior massa de urânio fosse retirada do ambiente de uma única vez? 

b) É correto afirmar que os isótopos radioativos de urânio do solo contaminado, quando absorvidos pelos girassóis, deixam de ser radioativos, de forma que os girassóis possam ser comercializados com segurança? Justifique com base no tempo de meia-vida. 

c) Se a colheita for realizada na segunda semana após o plantio, quantos quilogramas de girassol (raízes e brotos) precisarão ser retirados de cada tonelada de solo para que a concentração do 234U no solo seja reduzida para 0,6 mg/kg?

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O item c me traz mais dificuldades...

Considere que não ocorreu separação isotópica na absorção do urânio pelas raízes e brotos, ou seja, o percentual de 234U nesse material também é de 1%. Meia vida do 234U = 240.000 anos.

c) Se a colheita for realizada na segunda semana após o plantio, quantos quilogramas de girassol (raízes e brotos) precisarão ser retirados de cada tonelada de solo para que a concentração do 234U no solo seja reduzida para 0,6 mg/kg?

Quantidade de U no inicio:

240 mg U = 1 kg de solo
x-------------1000 kg

x = 240.000 mg de U

m_i U-234 = 240.000 x 0,01 = 2400 mg

Quantidade de U-234 no final:

0,6 mg U-234 = 1 kg de solo
y------------------1000 kg

y = 600 mg de U-234

mf U-234 = 600 mg

m U-234 retirada = x - y = 1800 mg

Concentração de U-234 nas raízes após 2 semanas (gráfico):

C U-234 = 120 mg/kg x 0,01 = 1,2 mg/kg

Deteminaçao da massa de girassol que devem ser retirados:

1,2 mg U-234 = 1 kg de girassol
1800 mg-----------------z

z = 1500 kg