Calcolare il peso atomico medio da pesi e abbondanze isotopici

Calcolare il peso atomico medio quando si forniscono pesi e abbondanze isotopici

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Calcola le abbondanze isotopiche, dato il peso atomico e il peso isotopico


Per fare questi problemi hai bisogno di alcune informazioni: il peso atomico esatto per ogni isotopo stabile che si trova in natura e la sua percentuale di abbondanza. Questi valori possono essere consultati in un libro di riferimento standard come "Handbook of Chemistry and Physics". L'unità associata alla risposta può essere amu o g / mol, a seconda del contesto della domanda. Se non è chiaro dal contesto che g / mol è la risposta desiderata, vai con amu (che significa unità di massa atomica).

Questo problema può anche essere invertito, come nel dover calcolare le abbondanze isotopiche quando viene dato il peso atomico e il peso isotopico. Studia il tutorial qui sotto e poi guarda i problemi fatti nella direzione opposta.


Problema n. 1: carbonio

numero di Massa peso esatto percentuale di abbondanza
12 12.000000 98.90
13 13.003355 1.10

Per calcolare il peso atomico medio, ogni esatto peso atomico viene moltiplicato per la sua percentuale di abbondanza (espressa come decimale). Quindi, aggiungere i risultati insieme e arrotondare a un numero appropriato di cifre significative.

Questa è la soluzione per il carbonio:

(12.000000) (0.9890) + (13.003355) (0.0110) = 12.011 amu


Problema n. 2: azoto

numero di Massa peso esatto percentuale di abbondanza
14 14.003074 99.63
15 15.000108 0.37

Questa è la soluzione per l'azoto:

(14.003074) (0.9963) + (15.000108) (0.0037) = 14.007 amu

Video: come calcolare un peso atomico medio.


Problema n. 3: cloro Problema n. 4: silicio
numero di Massa peso esatto percentuale di abbondanza numero di Massa peso esatto percentuale di abbondanza
35 34.968852 75.77 28 27.976927 92.23
37 36.965903 24.23 29 28.976495 4.67
30 29.973770 3.10
La risposta per il cloro: 35.453 La risposta per il silicio: 28.086

Questo tipo di calcolo può essere eseguito al contrario, dove le abbondanze isotopiche possono essere calcolate conoscendo il peso atomico medio. Vai al tutorial in direzione opposta.


Problema 5: in un campione di 400 atomi di litio, si trova che 30 atomi sono litio-6 (6,015 g / mol) e 370 atomi sono litio-7 (7,016 g / mol). Calcola la massa atomica media del litio.

Soluzione:

1) Calcola la percentuale di abbondanza per ogni isotopo:

Li-6: 30/400 = 0,075
Li-7: 370/400 = 0,925

2) Calcola il peso atomico medio:

x = (6,015) (0,075) + (7,016) (0,925)

x = 6,94 g / mol


Problema n. 6: un campione dell'elemento X contiene 100 atomi con una massa di 12,00 e 10 atomi con una massa di 14,00. Calcola la massa atomica media (in amu) dell'elemento X.

Soluzione:

1) Calcola la percentuale di abbondanza per ogni isotopo:

X-12: 100/110 = 0,909
X-14: 10/110 = 0,091

2) Calcola il peso atomico medio:

x = (12,00) (0,909) + (14,00) (0,091)

x = 12,18 amu (a quattro sig figs)

3) Ecco un altro modo:

100 atomi con massa 12 = massa totale dell'atomo di 1200

10 atomi con massa 14 = massa totale dell'atomo di 140

1200 + 140 = 1340 (massa totale di tutti gli atomi)

Numero totale di atomi = 100 + 10 = 110

1340/110 = 12,18 amu

Il primo modo è la tecnica standard per risolvere questo tipo di problema. Questo perché generalmente non conosciamo il numero specifico di atomi in un dato campione. Più comunemente, conosciamo la percentuale di abbondanza, che è diversa dal numero specifico di atomi in un campione.


Problema 7: il boro ha una massa atomica di 10.81 amu secondo la tavola periodica. Tuttavia, nessun singolo atomo di boro ha una massa di 10,81 amu. Come puoi spiegare questa differenza?

Soluzione:

10.81 amu è una media, in particolare una media ponderata. Risulta che ci sono due isotopi stabili di boro: boro-10 e boro-11.

Né l'isotopo pesa 10.81 amu, ma puoi arrivare a 10.81 amu in questo modo:

x = (10,013) (0,199) + (11,009) (0,801)

x = 1,99 + 8,82 = 10,81


Problema n. 8: il rame si presenta naturalmente come Cu-63 e Cu-65. Quale isotopo è più abbondante?

Soluzione:

Guarda il peso atomico del rame: 63,546 amu

Poiché il nostro valore medio è più vicino a 63 che a 65, riteniamo che Cu-63 sia l'isotopo più abbondante.


Problema n. 9: il rame ha due isotopi presenti in natura. Cu-63 ha una massa atomica di 62,9296 amu e un'abbondanza del 69,15%. Qual è la massa atomica del secondo isotopo? Qual è il suo simbolo nucleare?

Soluzione:

1) Cerca il peso atomico del rame:

63,546 amu

2) Configura quanto segue e risolvi:

(62.9296) (0.6915) + (x) (0.3085) = 63.546

43.5158 + 0.3085x = 63.546

0.3085x = 20.0302

x = 64,9277 amu

3) Il simbolo nucleare è:

29-Cu-65

Il simbolo corretto avrebbe il 29 a sinistra del Cu e il 65 sarebbe a sinistra del Cu in apice.


Problema 10: lo iodio presente in natura ha una massa atomica di 126.9045. Un campione di 12.3849 g di iodio è accidentalmente contaminato con 1.0007 g di I-129, un radioisotopo sintetico di iodio utilizzato nel trattamento di alcune malattie della ghiandola tiroidea. La massa di I-129 è 128.9050 amu. Trova l'apparente "massa atomica" dello iodio contaminato.

Soluzione:

1) Calcola la massa del campione contaminato:

12,3849 g + 1.0007g = 13,3856 g

2) Calcolare la percentuale di abbondanza di (a) iodio naturale e (b) I-129 nel campione contaminato:

(a) 12,3849 g / 13,3856 g = 0,92524
(b) 1.0007 g / 13.3856 g = 0.07476

3) Calcolare la "massa atomica" del campione contaminato:

(126.9045) (0.92524) + (128.9050) (0.07476) = x

x = 127.0540 amu


Problemi di pratica

Calcola il peso atomico medio per:

1) magnesio

numero di Massa peso esatto percentuale di abbondanza
24 23.985042 78.99
25 24.985837 10.00
26 25.982593 11.01

2) molibdeno

numero di Massa peso esatto percentuale di abbondanza
92 91.906808 14.84
94 93.905085 9.25
95 94.905840 15.92
96 95.904678 16.68
97 96.906020 9.55
98 97.905406 24.13
100 99.907477 9.63

3) tin (questo è opzionale !! Suggerimento: configuralo come un foglio di calcolo, prendilo in classe e impressiona il tuo insegnante).

numero di Massa peso esatto percentuale di abbondanza
112 111.904826 0.97
114 113.902784 0.65
115 114.903348 0.36
116 115.901747 14.53
117 116.902956 7.68
118 117.901609 24.22
119 118.903310 8.58
120 119.902200 32.59
122 121.903440 4.63
124 123.905274 5.79

Le risposte? Guarda su una tavola periodica !! Ricordare che quanto sopra è il metodo con cui viene calcolato il peso atomico medio per l'elemento. Nessun singolo atomo dell'elemento ha il peso atomico dato poiché il peso atomico dell'elemento è una media, specificamente chiamata media "pesata".

Dato il paragrafo precedente, ecco una domanda che potrebbe essere fatta:

L'argento ha una massa atomica di 107,868 amu. Qualunque atomo di qualsiasi isotopo d'argento ha una massa di 107,868 amu? Spiega perchè.

La domanda specifica riguarda l'argento, ma potrebbe essere un elemento qualsiasi.


Calcolo delle abbondanze isotopiche, dato il peso atomico e il peso isotopico

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