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Questão 10

ITA 2018
Química

(ITA - 2018 - 2 FASE)

O tetraetilchumbo era adicionado à gasolina na maioria dos países até cerca de 1980.

a) Escreva a equação química balanceada que representa a reação de combustão do composto tetraetilchumbo, considerando que o chumbo elementar é o único produto formado que contém chumbo.

b) O 238U decai a 206Pb com tempo de meia-vida de 4,5 x 109 anos. Uma amostra de sedimento colhida em 1970 continha 0,119 mg de 238U e 2,163 mg de 206Pb. Assumindo que todo o 206Pb é formado somente pelo decaimento do 238U e que o 206Pb não sofre decaimento, estime a idade do sedimento.

c) Justifique o resultado obtido no item b) sabendo que a idade do Universo é de 13,7 bilhões de anos.

 

Dados: ln = 0,693; ln22 = 3,091 

Gabarito:

Resolução:

a) Pb (C_2H_5)_4 +13O_2 Rightarrow Pb + 8CO_2 + 10H_2O

b)   cdot   Quantidade de máteria:

Pb: frac {2,163 . 10^{-3}g}{207,2g/mol} = 0,0104.10^{-3} mol de Pb

U: frac {0,119.10^{-3}g}{238,03g/mol} = 0,0005.10^{-3} mol de U

cdot Número original de mols de urânio na amostra (N_0): 0,0104.10^{-3} + 0,0005.10^{-3} mol de U

Cálculo da idade do sedimento:

N=N_0.e^{-kt}

lnN = lnN_0 - kt

t = frac {lnN_0/N}{k}

t = frac{lnN_{0}lN}{frac{ln 2}{t_{1/2}}}

Sendo:

temos:

t = frac{ln22}{frac{ln 2}{4,5.10^9}} Rightarrow t = frac{3,091}{frac{0,693}{4,5.10^9}}

t = 2.10^{10} anos

c) De acordo com os dados e informações apresentados no enunciado, a idade do sedimento (2.10^{10} anos) é maior que a idade do universo (1,37.10^{10} anos), o que é impossível. Concluímos que o chumbo da amostra não é proveniente exclusivamente do decaimento do urânio. Por exemplo, o chumbo proveniente da combustão do composto tetraetilchumbo que foi muito utilizado por um longo período como aditivo da gasolina.

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