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Reação em Cadeia

O que é Reação em Cadeia?

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Reação em cadeia é um termo que faz referência a uma sucessão de reações químicas ou, subprodutos de reações idênticas provindas de um mesmo ponto de reação sem nenhuma interferência aparente no processo até que a atividade reacional se esgote. Para entendermos essa temática, vamos retomar o conceito de reação química.

Reação química: Toda reação química implica na obtenção de produtos os quais sofrem transformações em suas propriedades físicas e químicas ao longo do processo de reação. Em outras palavras, em um dado sistema, reação química é a transformação em que novas substâncias são formadas a partir da atividade interatômica de outras.

Alguns exemplos de reação em cadeia: Reação de Combustão; Fissão nuclear.

Reação de Combustão:reação de combustão é uma reação de oxidação completa autossustentada de um combustível, ao menos, até que o comburente e o combustível sejam mantidos. O Hidrogênio (H), o Carbono (C) e o Enxofre (S) são os principais elementos considerados combustíveis. Evidencia uma reação em cadeia pela liberação de radicais livres e gases inflamáveis que mantém o ciclo de reação. O calor emitido é a energia liberada pelo processo exotérmico.

Na reação com o comburente, o Oxigênio (O), esses elementos sintetizam as seguintes reações:

C(s) + O(g) → CO2(g) (-393,5kJ.mol-1)

H2(g) + 1/2O2(g) → HO(g) (-241,85kJ.mol­-1)

S(s) + O­(2)  → SO2(g) (-29,35kJ.mol-1)

No esquema a seguir podemos observar as características da reação em cadeia de combustão.

Reação em Cadeia
Figura 1

*Pirólise: decomposição por aquecimento no combustível.

Fissão nuclear: O termo fissão nos sinaliza que consiste na cisão, separação ou ‘quebra’ do núcleo atômico. Trata-se do processo de fragmentação do núcleo em outros dois núcleos menores, o qual há liberação de grande quantidade energia, energia nuclear.

O exemplo clássico é a cisão de um átomo Urânio-235 produzindo 3 nêutrons, que irão se dividir em outros átomos de urânio vizinhos, como podemos exemplificar na imagem a seguir:

Reação em Cadeia
Figura 2

Desse modo, uma subpartícula denominada nêutron é bombardeada em direção ao núcleo do U-235 dividindo o átomo de U-235 em duas partículas,isto é, em dois átomos, um de Kr (Criptônio) e um de Ba (Bário), partículas estas de alta instabilidade nuclear. Ocorre, então, a liberação de dois a três nêutrons que podem atingir mais três átomos de U-235, e de cada um desdobra-se novamente duas partículas atômicas e assim sucessivamente, expandindo uma alta carga de energia. Esta reação de cadeia é o princípio para construção de reatores nucleares e serviu de base para o desenvolvimento de bombas atômicas.

Tal evento foi posto em experimentação em 1938 por Lise Meitmer, Otto Hahn e Fritz Strassman, físicos alemães, no Instituto de Química Kaiser Wilhelm, em Berlim. Observaram que a cisão do núcleo do átomo de urânio produzia partículas de bário e propagava uma quantidade de energia considerável.

A corrida da fissão nuclear foi desde o começo da década de 1930 incentivada por forças políticas e militares, em premissa, o interesse era no desenvolvimento de energia nuclear e no desenvolvimento de tecnologias. Contudo, foi um princípio utilizado para desenvolver arma nucleares de destruição em massa. Em 1939, inicia-se a Segunda Guerra Mundial. Nos Estados Unidos, Roosevelt aprova o projeto Manhattan, iniciando os estudos de produção de energia nuclear e posteriormente da bomba atômica. Primeiramente os americanos nortistas construíram um reator nuclear que foi acionado em setembro de 1942, marcando o começo da era nuclear. Segue-se animadamente a produção da bomba atômica nos Estados Unidos por supervisão de Enrico Fermi (1901-1954) e Julius Robert Oppenheimer (1904-1967). Marcando o fim da Segunda Guerra Mundial, em um rastro de desumanização, em agosto de 1945, ocorrem as explosões atômicas sobre Hiroshima e Nagasaki.

Bons estudos!

David Pancieri Peripato

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