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    Como calcular a porcentagem de abundância de um isótopo

    Cada elemento é uma substância composta de átomos com um número idêntico de prótons em seus núcleos. Por exemplo, um átomo do elemento nitrogênio sempre tem sete prótons. Todos os elementos, exceto o hidrogênio, também possuem nêutrons em seus núcleos, e o peso atômico do elemento é a soma dos pesos dos prótons e nêutrons. "Isótopo" refere-se a formas variantes de elementos com diferentes contagens de nêutrons - cada variante, com sua única contagem de nêutrons, é um isótopo do elemento. A tabela periódica dos elementos lista o peso atômico de cada elemento, que é a média ponderada dos pesos isotópicos com base na abundância de cada um. Você pode procurar facilmente a porcentagem de abundância de cada isótopo em um livro de química ou na Web, mas pode ser necessário calcular a porcentagem de abundância manualmente, por exemplo, para responder a uma pergunta em um teste de química na escola. Você pode executar esse cálculo para apenas duas abundâncias de isótopos desconhecidas por vez.

    TL; DR (muito longo; não leu)

    A fórmula geral para abundância relativa é (M1) ( x) + (M2) (1-x) \u003d Me, onde Me é a massa atômica do elemento da tabela periódica, M1 é a massa do isótopo para o qual você conhece a abundância, x é a abundância relativa do conhecido isótopo e M2 é a massa do isótopo de abundância desconhecida. Resolva para x para obter a abundância relativa do isótopo desconhecido.

    1. Identifique pesos atômicos

      Identifique o peso atômico do elemento e a contagem atômica de prótons e nêutrons para cada um dos os dois isótopos. Essas são as informações que serão fornecidas a você em uma pergunta de teste. Por exemplo, o nitrogênio (N) tem dois isótopos estáveis: N14 tem um peso, arredondado a três casas decimais, de 14.003 unidades de massa atômica (amu), com sete nêutrons e sete prótons, enquanto N15 pesa 15.000 amu, com oito nêutrons e sete prótons. O peso atômico do nitrogênio é dado em 14,007 amu.

    2. Defina a abundância igual a x

      Seja x igual à abundância percentual de um dos dois isótopos. O outro isótopo deve então ter uma abundância de 100% menos x%, que você expressa na forma decimal como (1 - x). Para o nitrogênio, você pode definir x igual à abundância de N14 e (1 - x) como abundância de N15.

    3. Escreva a equação

      Escreva a equação para o elemento peso atômico, que é igual ao peso de cada isótopo vezes sua abundância. Para nitrogênio, a equação é, portanto, 14,007 \u003d 14,003x + 15.000 (1 - x).

    4. Resolva para x

      Resolva para x usando álgebra simples. Para nitrogênio, simplifique a equação para 14,003x + (15.000 - 15.000x) \u003d 14.007 e resolva para x. A solução é x \u003d 0,996. Em outras palavras, a abundância do isótopo N14 é de 99,6% e a abundância do isótopo N15 é de 0,4%, arredondada para uma casa decimal.

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