Indique os isótopos do hidrogênio e possíveis aplicações.

Passo 1

O enunciado pede para indicar quais são os isótopos do hidrogênio e apresentar possíveis aplicações de cada um. O conteúdo envolve conceitos de isótopos (mesmo número atômico, número de massa diferente) e suas utilizações em química, física nuclear e aplicações tecnológicas.

Passo 2

Um elemento químico é definido pelo seu número atômico Z. Dois átomos com o mesmo Z e diferentes números de massa A são chamados de isótopos. No caso do hidrogênio temos Z=1 e três isótopos naturais ou artificiais relevantes:
\,^{1}_{1}\text{H},\quad \,^{2}_{1}\text{H},\quad \,^{3}_{1}\text{H}.

Passo 3

O isótopo \,^{1}_{1}\text{H} (prótio) não tem nêutrons. É o hidrogênio “comum”, abundância de quase 99,98 %. Aplicações:
– Combustível em células a combustível (hidrogênio gasoso).
– Síntese de amônia (processo Haber–Bosch).
– Matéria-prima em refino de petróleo (hidrogenação de óleos e gorduras).

Passo 4

O isótopo \,^{2}_{1}\text{H} (deutério) tem um nêutron. Abundância ~0,02 %. Aplicações:
– Produção de água pesada \text{D}_2\text{O} como moderador de nêutrons em reatores nucleares.
– Solvente em espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e em reações químicas isotópicas.
– Marcador isotópico em estudos de metabolismo, processos biológicos e traçagem de reações.

Passo 5

O isótopo \,^{3}_{1}\text{H} (trítio) tem dois nêutrons e é radioativo ( t_{1/2}\approx12{,}3 anos). Aplicações:
– Traçadores radioativos em estudos ambientais e médicos.
– Emólicas auto-luminescentes (mostradores de relógios, instrumentos militares) usando emissão \beta.
– Combustível em experimentos de fusão nuclear (doe–trítio em tokamaks).

Resposta

\,\!^{1}_{1}\text{H} (prótio): fuel cells, síntese de amônia, hidrogenação. \,\!^{2}_{1}\text{H} (deutério): água pesada em reatores, solvente em RMN, marcador isotópico. \,\!^{3}_{1}\text{H} (trítio): traçador radioativo, iluminação auto-luminescente, combustível de fusão.

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