I. Bài tập về đồng vị

Nội dung bài giảng

I. Bài tập về đồng vị

Bài tập về đồng vị sở hữu một số dạng như sau : Tính nguyên tử khối trung bình, số khối trung bình của những đồng vị; xác định số khối của đồng vị; xác định thành phần phần trăm về số nguyên tử, về khối lượng của đồng vị; xác định số lượng nguyên tử đồng vị; xác định số loại hợp chất tạo ra từ những yếu tố sở hữu nhiều đồng vị.

● Tóm tắt tri thức trọng tâm :

Đồng vị là tập hợp những nguyên tử sở hữu cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron nên khác nhau về số khối.

Trong nguyên tử, khối lượng của những hạt electron ở lớp vỏ rất nhỏ (bằng khoảng  khối lượng của hạt proton hoặc nơtron) nên khối lượng nguyên tử chủ yếu tập trung ở hạt nhân, tức là bằng tổng khối lượng của hạt proton và nơtron. Vì vậy trong những bài tập ta thường coi nguyên tử khối trung bình ( ) của những đồng vị bằng số khối trung bình ( ) của chúng.

Công thức tính số khối trung bình hay nguyên tử khối trung bình : 

Trong đó : x1, x2,...,xn là phần trăm số nguyên tử hoặc số nguyên tử hoặc số mol của những đồng vị; A1, A2,..., An là số khối của những đồng vị.

Mol là một đơn vị lượng chất chứa 6,02.1023 hạt vi mô phân tử, nguyên tử, ion hay electron.


Phương pháp giải

Để tính thành phần phần trăm số nguyên tử của những đồng vị ta sở hữu thể sử dụng công thức tính nguyên tử khối trung bình hoặc sử dụng phương pháp đường chéo.

Để tính số lượng nguyên tử, phân tử lúc biết khối lượng chất, trước tiên ta tính số mol của chúng sau đó dựa vào khái niệm về số mol để suy ra kết quả.

Để xác định số loại phân tử hợp chất tạo ra từ những yếu tố sở hữu nhiều đồng vị ta tiêu dùng toán tổ hợp.


►Những ví dụ minh họa◄

Ví dụ 1: Nguyên tử Mg sở hữu ba đồng vị ứng với thành phần phần trăm về số nguyên tử như sau :

Đồng vị  
%   78,610,1  11,3

a. Tính nguyên tử khối trung bình của Mg.

b. Giả sử trong hỗn hợp nói trên sở hữu 50 nguyên tử , thì số nguyên tử tương ứng của hai đồng vị còn lại là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải

a. Tính nguyên tử khối trung bình của Mg : Do electron sở hữu khối lượng rất nhỏ nên nguyên tử khối trung bình của Mg xấp xỉ bằng số khối trung bình của nó : 

b. Tính số nguyên tử của những đồng vị  và :

Ta sở hữu : 

Giả sử trong hỗn hợp nói trên sở hữu 50 nguyên tử , thì số nguyên tử tương ứng của Hai đồng vị còn lại là :

Số nguyên tử  = (nguyên tử).

Số nguyên tử  =  (nguyên tử).

Ví dụ 2: Cho hai đồng vị hiđro với tỉ lệ % số nguyên tử :  (99,984%),  (0,016%) và hai đồng vị của clo : (75,53%),  (24,47%).

a. Tính nguyên tử khối trung bình của mỗi yếu tố.

b. Mang thể sở hữu bao nhiêu loại phân tử HCl khác nhau được tạo nên từ hai loại đồng vị của hai yếu tố đó.

c. Tính phân tử khối sắp đúng của mỗi loại phân tử nói trên.

Hướng dẫn giải

a. Nguyên tử khối trung bình của hiđro và clo là :

b. Trong phân tử HCl, sở hữu Một nguyên tử H và Một nguyên tử Cl. Yếu tố H và Cl đều sở hữu Hai đồng vị. Nên để chọn nguyên tử H thì sở hữu Hai cách chọn, tương tự ta thấy sở hữu Hai cách chọn nguyên tử Cl. Do đó sở hữu 2.2 = 4 loại phân tử HCl khác nhau.

Công thức phân tử là :  ( ).

c. Phân tử khối tuần tự : 36 38 37 39

Ví dụ 3: Biết rằng yếu tố agon sở hữu ba đồng vị khác nhau, ứng với số khối 36; 38 và A. Phần trăm những đồng vị tương ứng tuần tự bằng : 0,34% ; 0,06% và 99,6%. Tính số khối của đồng vị A của yếu tố agon, biết rằng nguyên tử khối trung bình của agon bằng 39,98.

Hướng dẫn giải

Ta sở hữu : 

Ví dụ 4: Nguyên tử khối trung bình của đồng bằng 63,54. Đồng tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng đồng vị  và .

a. Tính thành phần phần trăm về số nguyên tử của mỗi loại đồng vị.

b. Tính thành phần phần trăm về khối lượng của mỗi loại đồng vị.

Hướng dẫn giải

a. Tính thành phần phần trăm về số nguyên tử của mỗi loại đồng vị :

● Cách 1 : Sử dụng công thức tính nguyên tử khối trung bình : Gọi phần trăm số nguyên tử của đồng vị  là x, phần trăm đồng vị  là (100 – x).

Ta sở hữu  = 63,54 x = 73 Vậy % số nguyên tử của đồng vị và  tuần tự là 73% và 27%.

● Cách 2 : Sử dụng phương pháp đường chéo : Vận dụng sơ đồ đường chéo ta sở hữu :

Vậy % số nguyên tử của đồng vị  = ; là 27%.

b. Thành phần phần trăm % về khối lượng của mỗi loại đồng vị :

Ví dụ 5: Một loại khí clo sở hữu chứa Hai đồng vị ; . Cho Cl2 tác dụng với H2 rồi lấy sản phẩm hoà tan vào nước thu được dung dịch X. Chia dung dịch X thành hai phần bằng nhau :

- Phần thứ nhất cho tác dụng vừa đủ với 125 ml dung dịch Ba(OH)2 0,88M.

- Phần thứ hai cho tác dụng với AgNO3 vừa đủ ta thu được 31,57 gam kết tủa.

Thành phần % số nguyên tử của mỗi đồng vị là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải

Gọi phần trăm số nguyên tử của  là x,  là (100 – x). Cl2 + H2 2HCl (1)

Thí nghiệm 1: = 0,88.0,125 = 0,11 mol.

             2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O (2)

      mol:0,22  0,11

Thí nghiệm 2:

             HCl + AgNO3 → AgCl + HNO3(3)

      mol:0,22  0,22

Vậy MAgCl = 108 +  =  = 143,5 ⇒= 143,5 – 108 = 35,5

= 35,5⇒x = 75.

Vậy thành phần phần trăm mỗi loại đồng vị của clo là : (75% ) ; (25%).

Ví dụ 6: Yếu tố Cu sở hữu nguyên tử khối trung bình là 63,54 sở hữu Hai đồng vị X và Y, biết tổng số khối là 128.

Số nguyên tử đồng vị X bằng 0,37 lần số nguyên tử đồng vị Y. Vậy số nơtron của đồng vị Y ít hơn số nơtron của đồng vị X là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải

Gọi số khối của hai đồng vị X, Y là A1 và A2; phần trăm số nguyên tử của hai đồng vị này là x1 và x2. Theo giả thiết ta sở hữu :

Vậy số nơtron của đồng vị Y ít hơn số nơtron của X là 65 – 63 = 2.

Ví dụ 7: Trong tự nhiên kali sở hữu hai đồng vị  và  Tính thành phần phần trăm về khối lượng của sở hữu trong KClO4 (Cho O = 16; Cl = 35,5; K = 39,13).

Hướng dẫn giải

Gọi phần trăm về số nguyên tử đồng vị (phần trăm về số mol) của  và là x1 và x2 ta sở hữu :

Giả sử sở hữu Một mol KClO4 thì tổng số mol những đồng vị của K là Một mol, trong đó số mol là 1.0,935 =0,935 mol.

Vậy thành phần phần trăm về khối lượng của sở hữu trong KClO4 là : 

Ví dụ 8: Trong nước, hiđro tồn tại hai đồng vị 1H và 2H. Biết nguyên tử khối trung bình của hiđro là 1,008; của oxi là 16. Số nguyên tử đồng vị của 2H sở hữu trong Một ml nước thuần chất (d = Một gam/ml) là bao nhiêu ? 

Hướng dẫn giải

Vận dụng sơ đồ đường chéo ta sở hữu :  

Vậy phần trăm về số nguyên tử của những đồng vị H là : 

Số mol nước là :  mol ; Tổng số mol H là : 2. ; Số mol 2H là : 2. . 0,8%.

Số nguyên tử đồng vị 2H trong Một gam nước là : 2. . 0,8%.6,023.1023 = 5,35.1020.

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *