INEP · ENEM · 2022 · Enem — 2º dia (Ciências da Natureza e suas Tecnologias e Matemática e suas Tecnologias)

Questão 97 · Química: Química ambiental, materiais e separação de misturas

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?

  1. A) Peneiração.
  2. B) Centrifugação.
  3. C) Extração por solvente.
  4. D) Destilação fracionada.
  5. E) Separação magnética.

Marque a alternativa correta:

Gabarito: B

Gabarito definitivo divulgado pela banca INEP (ENEM 2022).

Comentário

Gabarito: B.

Os isótopos urânio-235 e urânio-238 têm massas diferentes, e essa pequena diferença permite separá-los por processos físicos que dependem da massa. No método de efusão, as moléculas mais leves (UF6 com U-235) atravessam as barreiras porosas um pouco mais rápido. A alternativa que aproveita a mesma propriedade, a diferença de massa, é a centrifugação: ao girar a mistura gasosa em alta velocidade, as moléculas mais pesadas (com U-238) são empurradas para a parede da centrífuga, enquanto as mais leves se concentram no centro. Esse é o princípio da centrifugação usada no enriquecimento de urânio.

  • A) Errada: a peneiração separa sólidos por tamanho de partícula, não por massa molar de gases.
  • C) Errada: a extração por solvente depende da solubilidade, não da diferença de massa dos isótopos.
  • D) Errada: a destilação fracionada separa líquidos por ponto de ebulição, e não isótopos de mesma química.
  • E) Errada: a separação magnética depende de propriedades magnéticas, que não diferem entre esses isótopos.

Dica Enem: pergunte sempre qual propriedade separa os componentes. Se a diferença é de massa, pense em centrifugação ou efusão; se é de solubilidade, em extração.

Fundamentos: Separação de misturas por propriedades físicas · Centrifugação e diferença de massa · Isótopos e enriquecimento de urânio

Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.

Fonte: prova INEP ENEM 2022 (Enem — 2º dia (Ciências da Natureza e suas Tecnologias e Matemática e suas Tecnologias)), questão 97, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.