Questão 97 do ENEM 2022 — Ciências da Natureza

O enunciado da questão descreve o processo de enriquecimento do urânio, que consiste em separar os isótopos urânio-$235$ e urânio-$238$. O texto destaca uma informação fundamental para resolvermos o problema: a separação ocorre devido à pequena diferença de massa entre os hexafluoretos de urânio ($\text{UF}_6$) formados por esses isótopos.

Nosso objetivo é identificar, entre as alternativas, qual método de separação de misturas também se baseia na diferença de massa (ou densidade) das partículas. Vamos analisar cada uma das opções:

• Peneiração: É um método utilizado para separar misturas sólidas com base no tamanho das partículas. Como estamos lidando com moléculas de gás que têm tamanhos praticamente idênticos, esse método não funcionaria.
• Centrifugação: Este processo utiliza a rotação em alta velocidade para separar componentes de uma mistura com base em suas massas (e, consequentemente, densidades). Devido à inércia, as moléculas de maior massa (contendo urânio-$238$) tendem a se concentrar mais na periferia da centrífuga, enquanto as mais leves (contendo urânio-$235$) ficam mais próximas ao centro. Portanto, este método atende perfeitamente ao critério da diferença de massa.
• Extração por solvente: Baseia-se na diferença de solubilidade e polaridade das substâncias em determinados solventes. Isótopos do mesmo elemento formam compostos com propriedades químicas e de solubilidade praticamente idênticas.
• Destilação fracionada: Utiliza a diferença nos pontos de ebulição das substâncias.
• Separação magnética: Depende das propriedades magnéticas dos materiais, o que não é o caso para separar esses isótopos de urânio.

Dessa forma, o procedimento alternativo que se baseia na diferença de massa entre os isótopos é a centrifugação. Na prática, o enriquecimento de urânio por ultracentrifugação é o método mais utilizado atualmente no mundo.