isótopos

Sobre isótopos, isóbaros e isótonos dos elementos químicos da tabela periódica.

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iodo em desinfetantes
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Quanto do elemento iodo existe no…
Universo – 1×10^-7% da massa (1 ppb)
Corpo humano – 2×10^-5% da massa (200 ppb)
Crosta terrestre – 4,9×10^-5% da massa (490 ppb)
Oceano – 6×10^-6% da massa (60 ppb)

Onde podemos encontrar o iodo?
– é o 63º elemento maia abundante na crosta terrestre
– minerais com iodo são raros; boa parte dos depósitos minerais estão na forma de iodatos

Quais são as principais aplicações do elemento iodo no cotidiano?
– é adicionado no sal (de cozinha) para evitar o bócio
– antigamente era utilizado em uma técnica fotográfica conhecida como daguerrótipo
– como teste para a presença de amido
– usado na indústria farmacêutica e como desinfetante na medicina
– em tintas de impressão, corantes e pigmentos
– em filtros polarizadores para uso em telas LCD
– o isótopo radioativo iodo-131 é algumas vezes utilizado para tratamento de câncer na tireoide
– como corante eritrosina na indústria alimentícia
– como catalisador na indústria; no processo Cativa

Fontes:
– WolframAlpha

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).
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tabela com usos dos elementos

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amostra pura do elemento químico césio
Hoje é dia do Maxim Thoisoi mostrar as propriedades e reações químicas do elemento césio.

Um alerta. Normalmente o césio não é radioativo. Estamos acostumados em pensar em radioatividade por causa do acidente com o césio em Goiânia; no entanto naquele caso o isótopo radioativo césio 137 é que foi responsável pela contaminação.

A amostra apresentada no vídeo possui um tom dourado, e isso é devido à presença de traços de oxigênio – que se removido acaba por deixar o césio mais pálido.

Maxim demonstra que o césio metálico tem um ponto de fusão de 28,44°C e que pode ser facilmente derretido com a mão. O teste é feito com o césio ainda dentro da ampola, por ser um elemento que reage violentamente com a água.

Em uma das reações do césio com a umidade do ar é possível perceber a bela cor violeta da chama – uma característica deste elemento químico.

Você também poderá ver no vídeo o elemento reagindo com areia, etanol, sulfato de manganês, cobre e enxofre.

O vídeo tem legenda em português. Ative a exibição pelo YouTube.

Infelizmente é um material bastante caro para realizar experimentos. Uma ampola com 1 grama do elemento pode custar mais de 150 euros!

Para ver mais vídeos e informações sobre o césio clique aqui.

Texto e legenda escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna ( luisbrudna@gmail.com) – Universidade Federal do Pampa (Bagé – RS).

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cotidiano e usos no dia a dia do elemento
Imagem em arquivo PDF
Quanto do elemento ítrio existe no…
Universo – 7×10^-7% da massa (7 ppb)
Corpo humano – (dados não disponíveis)
Crosta terrestre – 0,0029% da massa (29 ppm)
Oceano – 1,3×10^-9% da massa (13 ppt)

Onde podemos encontrar o ítrio?
– é o 28º colocado entre os elementos mais abundantes na crosta terrestre
– o mineral xenótimo (YPO4) pode conter até 50% de fosfato de ítrio; e é minerado na China e Malásia

Quais são as principais aplicações cotidianas do elemento ítrio?
– usado para aprimorar ligas dos metais alumínio, cromo e magnésio
– em sistemas de geração de lasers
– em LEDs que produzem luz branca
– na geração da cor vermelha em antigos tubos de televisões coloridas
– na forma de Y3Fe5O12 é utilizado como um meio para filtrar microondas
– granada de ítrio e alumínio é usada em joalheria para simular um diamante
– óxido de ítrio é adicionado em lentes de câmeras para torná-la resistente aos impactos e ao calor
– o isótopo radioativo de ítrio-90 pode ser usado na medicina; no tratamento de câncer de fígado, por exemplo

Fontes:
– WolframAlpha (pro)

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).
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tabela com usos dos elementos

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dia a dia do estrôncio
Imagem em PDF (tamanho A4)
Quanto do elemento estrôncio existe no…
Universo – 4×10^-6% da massa (40 ppb)
Corpo humano – 4,6×10^-4% da massa (4,6 ppm)
Crosta terrestre – 0,036% da massa (360 ppm)
Oceano – 8,1×10^-4% da massa (8,1 ppm)

Onde podemos encontrar o estrôncio?
– está na 15ª posição entre os elementos mais abundantes na crosta terrestre
– encontrado principalmente na forma de sulfato (SrSO4) ou carbonato (SrCO3)

Quais são as principais aplicações do elemento estrôncio no dia a dia?
– era utilizado na produção de vidros para televisão com tubo (modelos antigos)
– na produção de fogos de artifício; principalmente para obter uma cor avermelhada nos fogos
– en imãs; do tipo ferrita
– no refino do metal zinco
– o isótopo de estrôncio-90 tem sido usado em sistemas de geradores termoelétricos por radioisótopos
– cloreto de estrôncio hexahidratado faz parte da composição de alguns cremes dentais para dentes sensíveis
– tintas modernas do tipo ‘brilha no escuro’ podem conter aluminato de estrôncio
– o titanato de estrôncio (SrTiO3) pode ser usado como uma imitação do diamante

Fontes:
– ENGHAG, Per. Encyclopedia of the elements: technical data-history-processing-applications. John Wiley & Sons, 2008.
– WolframAlpha (pro)

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).
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tabela com usos dos elementos

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O Laboratório Nacional de Oak Ridge foi inaugurado com a missão de produzir plutônio para armas nucleares, mas, após a Segunda Guerra Mundial, encontrou uma nova vocação.

Em 1942, o presidente Roosevelt ordenou que o Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA coordenasse a pesquisa sobre armas nucleares. A iniciativa que veio a ser conhecida como o Projeto Manhattan envolveu laboratórios nacionais em todo o país. Uma dessas instalações, Clinton Laboratories, encontrou um lar improvável no leste do Tennessee.

O leste do Tennessee não parecia um local propício para uma instalação relacionada à guerra: a região tinha poucos cientistas e nenhum equipamento de laboratório sofisticado. Mas tinha eletricidade barata e abundante graças à Tennessee Valley Authority, que vinha eletrificando a região desde 1933. O relativo isolamento da área também provou ser ideal para pesquisas super secretas.

isótopos para uso médico
Uma varredura nuclear óssea mostrando radioisótopos (destacado em vermelho-laranja) no local de uma fratura por compressão. (Fonte: Living Art Enterprises / Science Photo Library)

A construção começou em 1º de fevereiro de 1943 e, em 4 de novembro, o primeiro reator nuclear operacional do mundo tornou-se crítico. Conhecido como a pilha de Clinton, ou reator de grafite, foi projetado para bombardear o urânio-238 com nêutrons para produzir plutônio para o desenvolvimento de uma arma nuclear. E por fim, outras instalações foram construídas no trabalho piloto feito em Clinton Laboratories para produzir o plutônio usado na bomba atômica lançada sobre Nagasaki.

Quando a Segunda Guerra Mundial terminou, aparentemente a missão do Projeto Manhattan e suas instalações associadas teria sido cumprida. No início, não estava claro para que finalidade os Laboratórios Clinton serviriam em tempos de paz, mas os pesquisadores logo identificaram uma ferramenta para a medicina: os radioisótopos. Em 2 de agosto de 1946, Eugene Wigner, diretor do Clinton Laboratories, apresentou um pequeno recipiente de carbono-14 ao diretor do Hospital Barnard Free Skin and Cancer de St. Louis para pesquisas em estudos de câncer. Esses foram os primeiros isótopos de carbono-14 a serem produzidos para uso fora do Projeto Manhattan, e a apresentação de Wigner marcou o início do uso em tempo de paz da energia atômica.

Clinton Laboratories, que se tornou o Laboratório Nacional Oak Ridge (ORNL) em 1948, fez mais de 1.000 entregas de radioisótopos, principalmente de iodo-131, fósforo-32 e carbono-14, no primeiro ano de produção; em 1950, o número de remessas se aproximou a 20.000. Depois que o reator de grafite fechou em 1963, a produção passou para o reator de pesquisa de Oak Ridge, que produzia radioisótopos até 1987. Atualmente, a maioria dos radioisótopos são produzidos fora dos Estados Unidos, mas o ORNL continua produzindo isótopos especiais em seu reator isotópico de alto fluxo.

Os radioisótopos são usados ​​em pesquisas agrícolas, controles industriais e até mesmo em detectores de fumaça domésticos. Mas suas aplicações na medicina nuclear são provavelmente as mais conhecidas. Quando os radioisótopos são injetados no corpo, a radiação emitida revela distúrbios na tireoide, coração, fígado, outros órgãos e ossos. Em alguns casos, a radiação é então usada para tratar órgãos doentes ou para encolher ou eliminar tumores.

O ORNL foi o local de produção de um dos subprodutos científicos mais importantes do Projeto Manhattan. Ao longo dos anos, radioisótopos de carbono, césio, cobalto e outros elementos foram usados ​​na terapia do câncer. Outros isótopos, notadamente o tecnécio-99, têm uma infinidade de usos para diagnóstico por imagem. Anualmente, mais de 10 milhões de procedimentos de medicina nuclear são realizados e mais de 100 milhões de testes de medicina nuclear são realizados em americanos. Talvez até 100 tipos de radioisótopos sejam usados ​​no diagnóstico ou na terapia. Embora tenha sido concebido para pesquisa de armas, o ORNL alcançou alturas muito maiores ao disponibilizar radioisótopos para pesquisas científicas que avançaram a saúde e a segurança de indivíduos em todo o mundo.

Texto escrito por Judah Ginsberg.

Traduzido por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ) do original ‘Radioisotopes for Peace’ com autorização oficial dos detentores dos direitos. Revisado por: Natanna Antunes e Kelly Vargas.

Original (English) content from Science History Institute (https://www.sciencehistory.org/). Content translated with permission, but portuguese text not reviewed by the original author. Please do not distribute beyond this site without permission. [[Conteúdo original (inglês) do Science History Institute (https://www.sciencehistory.org/) . Conteúdo traduzido com permissão, mas o texto em português não foi revisado pelo autor do original. Por favor, não distribua o conteúdo sem permissão.]]

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dia a dia do elemento criptônio
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Quanto do elemento criptônio existe no…
Universo – 4×10^-6% da massa (40 ppb)
Corpo humano – (sem dados disponíveis)
Crosta terrestre – 1,5×10^-8% da massa (150 ppt)
Oceano – 2,1×10-8% da massa

Onde podemos encontrar o criptônio?
– existe no ar em uma concentração bastante baixa, apenas 1,14 partes por milhão

Quais são as principais aplicações cotidianas do elemento criptônio?
– é utilizado no preenchimento de lâmpadas especiais para iluminação; a pressão do gás normalmente é baixa
– em lasers; como por exemplo no laser criptônio fluoreto
– o isótopo de criptônio-86 era utilizado na definição padrão do metro; este uso na padronização foi do ano 1960 até 1983
– em alguns tipos de flashes fotográficos; principalmente para registros em alta velocidade
– criptônio líquido é usado em algumas aplicações científicas; principalmente no estudo de física de partículas
– o criptônio-85 era usado em alguns sistemas de ignição em antigos motores a jato
– a presença de criptônio-85 no ar pode ser um indicativo da existência de um sistema (secreto) de refino de combustível nuclear

Fontes:
– WolframAlpha (pro)

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).
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tabela com usos dos elementos