Introdução à Química

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Objectivo de Aprendizagem

    li>Calcular a idade de uma amostra radioactiva com base na metade…vida de um constituinte radioactivo

Key Points

>ul>>ul>>>li> As técnicas mais conhecidas de datação radioactiva são a datação por radiocarbono, datação porargão de potássio e datação por chumbo de urânio.

  • Após uma meia-vida ter decorrido, metade dos átomos do nuclídeo em questão terá decaído para um nuclídeo “filha”.
  • Em qualquer material que contenha um nuclídeo radioactivo, a proporção do nuclídeo original em relação aos seus produtos de decaimento muda de forma previsível à medida que o nuclídeo original se decompõe com o tempo.
  • Term

      dataçãoradiométricaUma técnica utilizada para datar materiais como as rochas, baseada numa comparação entre a abundância observada de um radioisótopo natural e os seus produtos de decaimento, utilizando taxas de decaimento conhecidas.

    Datação radiométrica

    A datação radiométrica, frequentemente chamada datação radioactiva, é uma técnica utilizada para determinar a idade de materiais como as rochas. Baseia-se numa comparação entre a abundância observada de um isótopo radioactivo que ocorre naturalmente e os seus produtos de decaimento, utilizando taxas de decaimento conhecidas. É a principal fonte de informação sobre a idade absoluta das rochas e outras características geológicas, incluindo a própria idade da Terra, e pode ser usada para datar uma vasta gama de materiais naturais e artificiais.

    As técnicas de datação radiométrica mais conhecidas incluem a datação por radiocarbono, a datação porargão de potássio, e a datação por chumbo de urânio. Ao estabelecer escalas temporais geológicas, a datação radiométrica fornece uma fonte significativa de informação sobre as idades dos fósseis e as taxas de mudança evolutiva, e é também utilizada para datar materiais arqueológicos, incluindo artefactos antigos. Os diferentes métodos de datação radiométrica são precisos ao longo de diferentes escalas de tempo, e são úteis para diferentes materiais.

    Decay

    Após uma meia-vida ter decorrido, metade dos átomos do nuclídeo em questão terá decaído para um nuclídeo “filha”, ou produto em decomposição. Em muitos casos, o nuclídeo filha é radioactivo, resultando numa cadeia de decaimento. Esta cadeia acaba por terminar com a formação de um nuclídeo filha estável e não radioactivo. Cada etapa de uma tal cadeia é caracterizada por uma meia-vida distinta. Nestes casos, a meia-vida de interesse na datação radiométrica é normalmente a mais longa da cadeia. Esta meia-vida será o factor limitador da taxa na transformação final do nuclídeo radioactivo na(s) sua(s) filha(s) estável(is).

    Lead decay chainExemplo de uma cadeia de decaimento radioactivo de chumbo-212 (212Pb) a chumbo-208 (208Pb) . Cada nuclídeo pai decompõe-se espontaneamente num nuclídeo filha (o produto de decomposição) através de uma decomposição α ou de uma decomposição β. O produto de decaimento final, chumbo-208 (208Pb), é estável e já não pode sofrer um decaimento radioactivo espontâneo.

    Sistemas que foram explorados para datação radiométrica têm meia-vida que varia de apenas cerca de 10 anos (por exemplo, trítio) a mais de 100 mil milhões de anos (por exemplo, Samarium-147). Contudo, em geral, a meia-vida de um nuclídeo depende apenas das suas propriedades nucleares e é essencialmente uma constante. Portanto, em qualquer material que contenha um nuclídeo radioactivo, a proporção do nuclídeo original em relação aos seus produtos de decaimento muda de uma forma previsível à medida que o nuclídeo original decai com o tempo. Esta previsibilidade permite que as abundâncias relativas de nuclídeos relacionados sejam utilizadas como um relógio para medir o tempo que leva para o átomo pai se decompor no(s) átomo(s) filha(s).

    Acurácia e Contaminação

    Data radiométrica exacta geralmente requer que:

    • O pai tem uma meia-vida suficientemente longa para assegurar que o pai estará presente em quantidades significativas no momento da medição.
    • A meia-vida do progenitor é conhecida com precisão.
    • Suficientemente do produto-filha é produzido para ser medido com precisão e distinguido da quantidade inicial da filha presente no material.

    A expressão matemática que relaciona a decadência radioactiva com o tempo geológico é:

    D={D}_{0}+N(t)({e}^{\lambda t}-1)

    P>Aqui, t é a idade da amostra; D é o número de átomos do isótopo-filha na amostra; D0 é o número de átomos do isótopo-filha na composição original; N é o número de átomos do isótopo pai na amostra no momento t (o presente), dado por N(t) = Noe-λt; e λ é a constante de decaimento do isótopo pai, igual ao inverso da semi-vida radioactiva do isótopo pai vezes o logaritmo natural de 2.

    Exemplo

    A amostra de 100 g de Cs-137 é permitida a decomposição. Calcular a massa de Cs-137 que será deixada após 90 anos. A semi-vida de Cs-137 é de 30 anos.

    P>Primeira semi-vida (30 anos): 100 gramas de Cs-137 decompõem-se e 50 gramas ficam.

    Segunda semi-vida (60 anos no total): As restantes 50 gramas de Cs-137 decadência e 25 gramas são deixadas.

    Terceira meia-vida (90 anos no total): Os restantes 25 gramas de decadência de Cs-137 e 12,5 gramas são deixados.

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    “Boundless””

    http://www.boundless.com/br>Aprendizagem sem limites
    CC BY-SA 3.0.

    “isochron””

    http://en.wiktionary.org/wiki/isochronbr>Wiktionary
    CC BY-SA 3.0.

    “datação radiométrica”

    http://en.wikipedia.org/wiki/radiometric%20datingbr>Wikipedia
    CC BY-SA 3.0.

    “Datação radiométrica”

    http://en.wikipedia.org/wiki/Radiometric_datingbr>Wikipedia
    CC BY-SA 3.0.