İzotopun Doğada Bulunma Yüzdesi Nasıl Hesaplanır? Örnekli Açıklama

Bir izotopun doğadaki bulunma yüzdesi nasıl hesaplanır? Nispi bolluk nedir? İzotopik bolluk hesaplamada kullanılacak yol ve örnek soru ile çözüm.

azot izotopu

İzotopik bulunma yüzdesi problemlerini çözmek için, verilen elementin ortalama atom kütlesi ve bir cebirsel formül kullanılır. Bu tür soruların nasıl çözüleceği aşağıda açıklanmıştır.

Nispi Bolluk Kimyası

Kimyadaki nispi bolluk tanımı, doğada meydana gelen belirli bir izotopun yüzdesidir. Periyodik tablodaki bir element için listelenen atomik kütle, o elementin bilinen tüm izotoplarının ortalama bir kütlesidir.

Nötron sayısı çekirdeğin içinde değiştikçe, elementin kimliğinin aynı kaldığını unutmayın. Çekirdekteki nötron sayısında bir değişiklik, elementin bir izotopu anlamına gelir: 7 nötronlu azot-14 ve 8 nötronlu azot-15, azot elementinin iki farklı izotopudur.

İzotopik bolluk problemlerini çözmek için, verilen bir problem göreceli bolluğu veya belirli bir izotopun kütlesi gerekecektir.

Adım 1: Ortalama Atom Kütlesini Bulun

Periyodik tablodaki izotopik bolluk probleminizden elementin atom kütlesini tanımlayın. Örnek olarak azot kullanılacak: 14.007 amu.

Adım 2: Göreceli Bolluk Sorununu Ayarlama

Nispi bolluk kimyası problemleri için aşağıdaki formülü kullanın:

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

M1 bir izotopun kütlesidir
x göreceli bolluktur
M2 ikinci izotopun kütlesidir
M (E) periyodik tablodaki elementin atom ağırlığıdır

Örnek problem:

Bir azot izotopu, azot-14 kütlesi 14.003 amu ve başka bir izotop azot-15, 15.000 amu ise, izotopların nispi bolluğunu bulun.

Sorunun göreceli bolluk olan x için çözülmesini isteniyor. Bir izotopu (M1) ve diğerini (M2) olarak atayın.

M1 = 14.003 amu (azot-14)
x = bilinmeyen göreceli bolluk
M2 = 15.000 amu (azot-15)
M (E) = 14.007 amu

Bilgiler denkleme yerleştirildiğinde şöyle görünür:

(M1) (x) + (M2) (1-x) = M (E)
14.003 x + 15.000 (1-x) = 14.007

Bu iki izotopun toplamının doğada bulunan toplam azotun yüzde 100’üne eşit olacağını hatırlayın. Denklem yüzde veya ondalık olarak ayarlanabilir.

Yüzde olarak, denklem şöyledir: (x) + (100-x) = 100, burada 100 doğada toplam yüzdeyi belirtir.

Denklemi ondalık olarak ayarlarsanız, bolluk 1’e eşit olur. Denklem daha sonra şöyle olur: x + (1 – x) = 1. Bu denklemin iki izotop ile sınırlı olduğunu unutmayın.

Adım 3: Bilinmeyen İzotopun Göreceli Bolluğunu Almak İçin x’in Çözümü

X için çözmek için cebir kullanın. Azot örneği aşağıdaki adımlarda yapılır:

İlk olarak, dağıtım özelliğini kullanın: 14.003x + 15.000 – 15.000x = 14.007

Şimdi benzer terimleri birleştirin: -0.997x = -0.993

x = 0,996

4. Adım: Bolluk yüzdesini bulun

X = 0,996 olduğundan, yüzde elde etmek için 100 ile çarpın: azot-14 % 99,6’dır.
(1-x) = (1 – 0.996) = 0.004 olduğundan, 100 ile çarpın: azot-15 % 0.4’tür.
Azot-14 izotopunun bolluğu yüzde 99.6 ve azot-15 izotopunun bolluğu yüzde 0.4’tür.

Kütle Spektroskopisinde Göreceli Bolluğun Hesaplanması

Elemanın kütle spektrumu verilirse, nispi yüzde izotop bollukları genellikle dikey çubuk grafik olarak sunulur. Toplam, yüzde 100’ü aşmış gibi görünebilir, ancak bunun nedeni, kütle spektrumunun nispi yüzde izotop bolluğu ile çalışmasıdır.

Bir örnek bunu açıklığa kavuşturacaktır. Bir azot izotop paterni azot-14 için 100 nispi bolluk ve azot-15 için 0.37 bolluk gösterecektir. Bunu çözmek için aşağıdakine benzer bir oran oluşturulacaktır:

(spektrumdaki izotop bolluğu) / (spektrumdaki tüm izotop bolluklarının toplamı)