Practica 9 Química básica Radiactividad

1. OBJETIVOS:

Que el alumno:

❖ Realice una práctica en la cual pueda conocer el comportamiento de un material radiactivo de una manera simulada.

❖ Construya una gráfica de decaimiento radiactivo de una muestra simulada.

❖ Calcule el tiempo de vida media de la sustancia en cuestión.

2. GENERALIDADES:

La radioactividad, es una propiedad que consiste en la emisión de partículas de energía electromagnética por parte del núcleo de un elemento radiactivo. Estas emisiones producen en dicho elemento una transmutación, es decir, que se convierta en un elemento diferente, por ejemplo, la desintegración de 88Ra226:

88Ra226 88Rn222 + 2α4

A medida que pasa el tiempo, la cantidad de átomos radiactivos del 88Ra226 disminuye; este cambio se puede representar matemáticamente por la siguiente expresión:

Ln (N0/N) =KT

Donde:

No = número de átomos radiactivos iniciales.

N = número de átomos radiactivos finales.

T = tiempo necesario para pasar de N0 a N.

K = constante de desintegración radiactiva.

La radiactividad no puede ser acelerada o retardada por medios físicos o químicos y es un proceso de primer orden, lo que significa que cada radioisótopo posee una media característica. Definiéndose este concepto de vida media como el tiempo que le lleva a un radioisótopo a desintegrar la mitad de sus átomos radiactivos presentes. Matemáticamente queda representado por:

T1/2 = 0.693/k

La vida media para un mismo radioisótopo es constante pero varía considerablemente de uno a otro radioisótopo, por ejemplo el uranio 238 tiene una vida media de 4.5 x 109 años, mientras que la del carbón 15 es sólode 24 segundos.

Los radioisótopos tienen una gran variedad de aplicaciones en las plantas nucleares, la medicina, la industria militar y del petróleo, la metalurgia, la agricultura, entre otras.

Cuando se grafica la velocidad con la cual se desintegras un nucleído (actividad) contra el tiempo se obtiene una curva que es semejante para cualquier radioisótopo, por ejemplo para el I131 el cuál tiene una media de 8 días, su curva de decaimiento radiactivo se puede representar de la siguiente manera:

Lo que significa que después de 8 días sólo queda la mitad de los átomos radiactivos presentes, después de otros 8 días se han desintegrados la mitad de los átomos que no se desintegraron en el primer periodo de vida media, y así cada vez que pasen 8 días se desintegran la mitad de los átomos remanentes.

3. MATERIALES Y REACTIVOS:

MATERIALES SUSTANCIAS

1 Buretra de 50 ml. Con boquilla capilar Alcohol Etílico

Cronometro

2 vasos de precipitados de 100 ml

4. PROCEDIMIENTO:

1.- Coloque una bureta de 50ml. en un soporte universal, asegúrese de que su boquilla tenga el diámetro de salida capilar.

2.- Coloque un vaso de precipitados debajo de la bureta.

3.- Vierta un poco de alcohol

en la bureta, abra la llave para que se llene la boquilla, cierre la llave y afore la bureta con alcohol hasta la marca de 0 ml.

4.- Abra la llave de la bureta totalmente y registre el tiempo que se tarda en descargar 10 ml de alcohol.

5.- Determine el volumen restante, haciendo la diferencia entre el volumen total menos el volumen descargado.

6.- Nuevamente llene la bureta con alcohol etílico hasta la marca de 0 ml y registre el tiempo que tarda en descargarse 20 ml de alcohol.

7.- Repita el procedimiento para descargar 30, 40, y 45 ml de alcohol etílico, tomando en cuenta que cada vez que va a descargarse la bureta, ésta debe encontrarse aforada en la marca de 0 ml y que la llave debe de abrirse completamente.

8.- Repita el mismo procedimiento

3 veces y calcule el promedio de los tiempos de descarga para cada volumen de alcohol etílico.

5. TABLA DE RESULTADOS

Volumen descargado(ml) Volumen restante(ml) Tiempo

0 50 0

10 40 3.3

20 30 6.9

30 20 10.8

40 10 16.1

45 5 18.9

6. CALCULOS:

Con los datos del volumen restante y su respectivo tiempo, construya la gráfica de decaimiento radiactivo. Considere al volumen restante como si fuera la actividad de una muestra radiactiva.

En esta grafica se muestra la actividad radiactiva tomando en cuenta la velocidad contra el tiempo, no se puede observar bien una curva de decaimiento en este caso porque los parámetros que consideramos son muy pocos.

El tiempo está representado en el eje horizontal y el volumen en el eje vertical

7. CUESTIONARIO:

1.- Con la información que le proporciona la grafica construida

a) Determine el tiempo de vida de la muestra radiactiva.

b) ¿Que tiempo debe transcurrir para que la muestra descargue el 65% de su actividad original?

Se sabe que el 65% de la muestra son 32.5 ml significa que el tiempo necesario para que haya esta descarga son:

k = 0.123067 s-1 In (32.5/50) = (-0.123067) T

In (32.5/50) / -0.123067 = 3.500393 s

Teóricamente el tiempo necesario para que se descargue el 65% de la muestra son 3.500393 segundos, pero este tiempo coincide con el tiempo obtenido en la descarga del 20% de la muestra en la práctica.

c) Compare el valor en el inciso anterior con el valor obtenido a partir de la ecuación de decaimiento radiactivo

In (N/N0) = -k T t 1/2 = 0.693/k

In (5ml / 50ml) = -k (18.71 s) t 1/2 = 0.693 / 0.123067 s-1

In (5) – In (50) / -18.71 = k t 1/2 = 5.631079 s

K = 0.123067 s-1

d) Observe si hay discrepancia entre estos valores y diga en caso de haberla, ¿a que se debe?

2.- ¿Cuáles son los principales tipos de radiaciones emitidas por los radioisótopos?

La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía

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