uranio

Urânio

O urânio (homenagem ao planeta Urano) é um elemento químico de símbolo U e de massa atômica igual a 238 u apresenta número atômico 92 (92 prótons e 146 nêutrons).

À temperatura ambiente, o urânio encontra-se no estado sólido. É um elemento metálico radioativo pertencente à família dos actinídeos.

Foi descoberto em 1789 pelo alemão Martin Heinrich Klaproth. Foi o primeiro elemento onde se descobriu a propriedade da radioatividade.

O Urânio é utilizado em indústria bélica (bombas atômicas e espoleta para bombas de hidrogênio) e como combustível em usinas nucleares para geração de energia elétrica.

ProtactínioUrânioNeptúnio
Nd
U
(Uqb)

Tabela Periódica

Geral
Nome, símbolo, número Urânio, U, 92
Classe , série química Actinídio , transição interna
Grupo, período, bloco 3 , 7 , f
Densidade 1730 kg/m3
Cor e aparência Cinza prateado metálico
Propriedades atômicas
Massa atómica 238,02891(3) u
Raio atómico ( calculado )
Raio covalente 175 pm
Raio de van der Waals 186 pm
Configuração electrónica [Ar]3d³4s²
Elétrons por Nível de energia 2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
Estados de oxidação (óxido) 3+,4+,5+,6+ (base)
Estrutura cristalina Ortorrômbico
Propriedades físicas
Estado da matéria sólido
Ponto de fusão 1405,3 K (1131,9 °C)
Ponto de ebulição 4404 K (4131 °C)
Volume molar 8,32 ×10-6 m3/mol
Entalpia de vaporização kJ/mol
Calor de fusão 9,14 kJ/mol
Pressão de vapor
Velocidade do som (20 °C) 3155 m/s
Informações diversas
Eletronegatividade 1,38 (Escala de Pauling)
Capacidade calorífica 300 J/(kg·K)
Condutividade elétrica (0 °C) 0,280 µΩ·m ohm
Condutividade térmica 27,5 W/(m·K)
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD ED MeV PD
232U {sintético} 68 900 anos ε 5,414 48Th
233U {sintético} 159 200 anos ε 4,909 229Th
234U 245 500 anos ε 230Th
Unidades SI e CNPT, exceto onde indicado o contrário

Índice

[esconder]

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Características principais

O urânio é o último elemento químico natural da tabela periódica. É o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra: contem 92 prótons e 135 a 148 neutrons.

Quando puro, é um sólido, metálico e radioativo, muito duro e denso, de aspecto cinza à branco prateado, muito semelhante a coloração do níquel.

História

Pensava-se que a uraninita era um minério de zinco, ferro ou tungsténio. No entanto, Klaphroth, em 1789, comprovou a existência de uma “substância semi-metálica” neste minério. Chamou ao metal “urânio” em honra da descoberta feita por Herschel em 1781 do planeta Urano. Mais tarde, Peligot provou que Klaphroth apenas tinha conseguido isolar o óxido e não o metal, e em 1842 conseguiu isolar o urânio metálico. O urânio foi o primeiro elemento onde se descobriu a propriedade da radioatividade. Esta descoberta foi feita por Becquerel em 1896.

Em 1934, Enrico Fermi e os seus colaboradores observaram que o bombardeamento de urânio com nêutrons, produzia emissão de partículas beta. Este reação só seria explicada em 1938, por Otto Hahn e Fritz Strassmann. Estes investigadores concluíram que o urânio bombardeado com nêutrons dava origem a isótopos de elementos mais leves, como o kriptônio ou o bário, por fissão do seu núcleo, libertando-se uma grande quantidade de energia. Entretanto, Fermi sugeriu que a fissão produzia novos nêutrons que poderiam originar novas fissões noutros núcleos e assim tornar a reação auto-sustentada. Este fato foi comprovado por F. Joliot, Leo Szilard e H.L. Anderson, em 1939.

A primeira reação nuclear de fissão auto-sustentada foi realizada por Fermi, na Universidade de Chicago, em Dezembro de 1942. Para tal, Fermi e os seus colaboradores, utilizaram 400 toneladas de grafite, seis toneladas de urânio e 58 toneladas de óxido de urânio.

O primeiro teste de uma arma nuclear baseada na fissão do urânio foi realizado em Alamogordo, Novo México, em Julho de 1945.

 Ocorrência

Países produtores

Encontram-se vestígios de urânio em quase todas as rochas sedimentares da crosta terrestre, embora este não seja muito abundante em depósitos concentrados. O minério de urânio mais comum e importante é a uraninita, composta por uma mistura de UO2 com U3O8. O maior depósito do mundo de uraninita situa-se nas minas de Leopoldville no Congo, na África. Outros minerais que contêm urânio são a euxenita, a carnotita, a branerita, a torbernite e a coffinita. Os principais depósitos destes minérios situam-se nos EUA, Canadá, Rússia e França.

 Reservas Brasileiras

Principais ocorrências de urânio no Brasil

Principais ocorrências de urânio no Brasil

O Brasil, segundo dados oficiais (INB – Indústrias Nucleares do Brasil S.A.), ocupa a sexta posição no ranking mundial de reservas de urânio (por volta de 309.000t de U2O8 ). Segundo esta empresa, apenas 25% do território nacional foi objeto de prospecção, e as duas principais delas são a de Caetité (mina Lagoa Real), e Santa Quitéria (Ceará).

Descoberta em 1976, a mina de Caetité é feita a céu aberto, numa das 33 ocorrências localizadas numa faixa com cerca de 80 km de comprimento por 30 a 50 km de largura. Localizada a 20 km da sede do município, o complexo instalado produz um pó do mineral, conhecido por yellow cake. Esta reserva possui um teor médio de 3.000 ppm (partes por milhão), capaz de suprir dez reatores do porte de Angra 2 durante toda sua vida útil.

 Aplicações

Antes do advento da energia nuclear, o urânio tinha um leque de aplicações muito reduzido. Era utilizado em fotografia e nas indústrias de cabedal (fabricação de peças de couro e sola) e de madeira. Os seus compostos usavam-se como corantes e mordentes (fixadores de cor) para a seda e a lã.

No entanto, a aplicação mais importante do urânio é a energética. Com este fim, utilizam-se apenas três isótopos do elemento (U234, U235 e U238), com mecanismos de reação ligeiramente diferentes, embora o mais utilizado seja o U 235. Na produção de energia nuclear há uma reação de fissão auto-sustentada, que ocorre em um reator, normalmente imerso num tanque com uma substância moderadora e refrigerante – água. A água é aquecida e vaporizada pelo reator, passando em seguida por turbinas que acionam geradores, para assim produzir energia elétrica.

Os reatores nucleares de fissão podem ser bastante compactos, sendo utilizados na propulsão de submarinos, navios de guerra e em algumas sondas espaciais como as dos programas das sondas Cassini-Huygens, Voyager e Pioneer, podendo utilizar outros radioisótopos como o Plutônio-238 em seus reatores de energia.

Por suas combinacões de alta dureza, alta densidade específica (17,3 g/cm3) e alto ponto de fusão (1132 ºC), o Urânio também é utilizado na fabricação de projéteis de armas de fogo onde normalmente utiliza-se o chumbo, cujas características são: densidade específica de 11,3 g/cm3, baixa temperatura de fusão (327 ºC) e baixa dureza (1,5 na escala de Mohs). A utilização do Urânio em projéteis de armas de fogo apresentam grandes vantagens técnicas em relação ao Chumbo mas expõe os soldados a um nível elevado de radiação.

 Doenças ao ser humano

O urânio produz envenenamento de baixa intensidade (inalação, ou absorção pela pele), produzindo também efeitos colaterais, tais como: náusea, dor de cabeça, vômito, diarréia e queimaduras. Atinge o sistema linfático, sangue, ossos, rins e fígado.

Seu efeito no organismo é cumulativo (o que significa que o mineral, por não ser reconhecido pelo ser vivo, não é eliminado, sendo paulatinamente depositado, sobretudo nos ossos), e a radiação assim exposta pode provocar o desenvolvimento de cânceres. Para os trabalhadores das minas, são freqüentes os casos de câncer no pulmão.

O uso de urânio empobrecido também é apontado como a possível causa da síndrome da Guerra do Golfo causando uma série de doenças registradas em soldados americanos e britânicos que lutaram contra a invasão do Kuwait pelo Iraque em 1991. Mais de dez mil veteranos daquela guerra tiveram doenças misteriosas.

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