Hur man beräknar den procentuella förekomsten av en isotop

3 Mins Read

För att lösa problem med isotopisk förekomst används den genomsnittliga atommassan för det givna elementet och en algebraisk formel. Så här kan du göra den här typen av problem.

Relativ överflödskemi

Den relativa förekomstdefinitionen inom kemi är procentandelen av en viss isotop som förekommer i naturen. Atommassan som anges för ett grundämne i det periodiska systemet är en medelmassa av alla kända isotoper av det grundämnet.

Kom ihåg att när antalet neutroner ändras inom kärnan förblir elementets identitet densamma. En förändring av antalet neutroner i kärnan betecknar en

isotop

: kväve-14, med 7 neutroner, och kväve-15, med 8 neutroner, är två olika isotoper av grundämnet kväve.

För att lösa isotopiska överflödsproblem, en given problemet kommer att fråga efter relativ överflöd eller massan av en viss isotop.

Steg 1: Hitta medelatomen Mass

Identifiera grundämnets atommassa från ditt isotopiska överflödsproblem i det periodiska systemet . Kväve kommer att användas som ett exempel: 14.007 amu.

Steg 2: Ställ in det relativa överflödet Problem

Använd följande formel för kemiska problem med relativ överflöd:

(M1)( x) + (M2)(1-x) = M(E)

M1 är massan av en isotop

x är den relativa mängden

M2 är massan av den andra isotopen

M(E) är grundämnets atommassa från det periodiska tabell

Exempelproblem:

Om massorna av en isotop av kväve, kväve-14, är 14.003 amu och en annan isotop, kväve-15, är 15.000 amu, hitta släktingen ab isotopernas undans.

The problemet är att be att lösa för x, det relativa överflödet. Tilldela en isotop som (M1) och den andra som (M2).

M1 = 14,003 amu (kväve-14)

x = okänt relativt överflöd

M2 = 15 000 amu (kväve-15)

M(E) = 14,007 amu
När informationen placeras i ekvationen ser det ut så här:
14.003x + 15.000(1- x) =14,007
Varför kan ekvationen ställas upp så här: Kom ihåg att summan av dessa två isotoper kommer att motsvara 100 procent av det totala kvävet som finns i naturen . Ekvationen kan sättas upp som en procent eller som en decimal.
Som procent skulle ekvationen vara: (x) + (100-x) = 100, där 100 anger den totala procenten i naturen.
Om du ställ in ekvationen som en decimal, detta betyder att överflöd skulle vara lika med 1. Ekvationen skulle då bli: x + (1 – x) = 1. Observera att denna ekvation är begränsad till två isotoper.
Steg 3: Lös för x att få det relativa överflöd av den okända isotopen
Använd algebra för att lösa x.
Kväveexemplet görs i stegen nedan:
Använd först den fördelande egenskapen: 14.003x + 15.000 – 15.000x = 14.007
Kombinera nu liknande termer: -0,997x = -0,993
Lös för x genom att dyka med -0,997
x = 0,996
Steg 4: Hitta procentuell överflöd
Eftersom x = 0,996, multiplicera med 100 för att få procent: kväve-14 är 99,6%.
Eftersom (1-x) = (1 – 0,996) = 0,004, multiplicera med 100: kväve-15 är 0,4%.
Förekomsten av isotopen kväve-14 är 99,6 procent, och förekomsten av isotopen kväve-15 är 0,4 procent.
Beräknar relativ överflöd i masspektroskopi
Om ett masspektrum för grundämnet angavs, den relativa procentuella isotopen överflöd presenteras vanligtvis som ett vertikalt stapeldiagram. Summan kan se ut som om den överstiger 100 procent, men det beror på att masspektrumet fungerar med relativa procentuella isotopförekomster.
Ett exempel kommer att klargöra detta. Ett kväveisotopmönster skulle visa en relativ förekomst av 100 för kväve-14 och 0,37 för kväve-15. För att lösa detta skulle ett förhållande som följande sättas upp:
(relativ förekomst av isotop på spektrum) / (summan av alla relativa isotopförekomster på spektrum )
kväve-14 = (100) / (100 + 0,37) = 0,996 eller 99,6 %
kväve-15 = (0,37) / (100 + 0,37) = 0,004 eller 0,4 %