Đồng vị của Magnesium (Mg) (chi tiết nhất)

Bài viết đồng vị của Magnesium hay đồng vị của Mg chi tiết nhất giúp học sinh các cấp có thêm thông tin về đồng vị của Mg từ đó học tốt môn Hóa hơn.

Đồng vị của Magnesium (Mg) (chi tiết nhất)

Mỗi nguyên tố hóa học đều có nhiều đồng vị, bài viết sau sẽ cung cấp cho các em kiến thức về đồng vị của magnesium.

I. Đồng vị của Magnesium

- Ba đồng vị ổn định nhất của magnesium là magnesium – 24 (${}_{12}{}^{24}\text{Mg}$); magnesium – 25 (${}_{12}{}^{25}\text{Mg}$); magnesium – 26 (${}_{12}{}^{26}\text{Mg}$), được tìm thấy trong tự nhiên với hàm lượng như sau:

Đồng vị	Nguồn tự nhiên	Chu kỳ bán rã	Kiểu phân rã	Năng lượng phân rã (MeV)	Sản phẩm phân rã
24Mg	79%	Bền
25Mg	10%	Bền
26Mg	11%	Bền

- Nguyên tử khối trung bình của magnesium được tính như sau:

${\overline{A}}_{Mg}=\frac{24.79+25.10+26.11}{100}=\mathrm{24,32}$

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

a. Trong công nghiệp:

- Hợp kim: Magnesium được sử dụng để tạo ra các hợp kim nhẹ, bền, đặc biệt là trong ngành hàng không vũ trụ. Hợp kim nhôm-magnesium được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vỏ đồ hộp, các thành phần cấu trúc của ô tô và máy móc.

- Vật liệu chịu lửa: Các hợp chất của magnesium, chủ yếu là magnesium oxide (MgO), được sử dụng như vật liệu chịu lửa trong các lò sản xuất sắt thép, kim loại màu, thủy tinh và xi măng. MgO có khả năng chịu nhiệt cao, cách nhiệt tốt và bền vững hóa học.

- Pin: Magnesium được sử dụng làm vật liệu cực âm trong một số loại pin vì có khả năng cung cấp mật độ năng lượng cao.

- Chất khử: Magnesium kim loại có khả năng khử các oxit kim loại khác, vì vậy nó được sử dụng trong quá trình sản xuất các kim loại tinh khiết.

b. Trong khoa học:

- Địa chất học: Đồng vị ổn định ²⁴Mg được sử dụng trong địa chất học, tương tự như ²⁶Al. Mg là sản phẩm phân rã của ²⁶Al, có chu kỳ bán rã 717.000 năm. Việc nghiên cứu tỷ lệ ²⁴Mg/²⁶Al giúp các nhà khoa học xác định tuổi của các mẫu vật địa chất.

- Y học: Magnesium là một khoáng chất thiết yếu cho cơ thể người, tham gia vào nhiều quá trình sinh hóa quan trọng. Các hợp chất của magnesium được sử dụng trong y học để điều trị một số bệnh như cao huyết áp, tim mạch và co giật.

- Nghiên cứu hạt nhân: Một số đồng vị phóng xạ của magnesium được sử dụng trong nghiên cứu hạt nhân.

c. Ứng dụng khác:

- Pháo hoa: Magnesium khi đốt cháy sẽ tạo ra ngọn lửa trắng rực rỡ, vì vậy nó được sử dụng trong sản xuất pháo hoa.

- Nông nghiệp: Các hợp chất của magnesium được sử dụng làm phân bón để cung cấp magnesium cho cây trồng.

2. Công thức tính nguyên tử khối trung bình

- Nguyên tử khối của một nguyên tố hóa học có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị, có tính đến tỉ lệ số nguyên tử các đồng vị tương ứng.

- Công thức tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố X:

$\overline{A_X}=\frac{X\times x+Y\times y+Z\times z+\mathrm{...}}{x+y+z+\mathrm{...}}$

Trong đó:

$\overline{A_X}$: là nguyên tử khối trung bình của X

X, Y, Z …: lần lượt là số khối của các đồng vị.

x, y, z… là phần trăm số nguyên tử của các đồng vị tương ứng.

III. Bài tập minh họa

Câu 1: Copper (Cu) có hai đồng vị có số khối là 63 và 65. Hãy tính xem ứng với 27 đồng vị có số khối là 65 thì có bao nhiêu đồng vị có số khối là 63? Biết ${\overline{\text{M}}}_{\text{Cu}}\text{ = 63,54.}$

Hướng dẫn giải

Gọi x là thành phần phần trăm số nguyên tử của đồng vị ⁶³Cu.

Áp dụng công thức tính nguyên tử khối trung bình là có:

$\frac{63.x\text{ + 65.(100 }-\text{ x)}}{100}$$= 63,54 \stackrel{}{\to }{\text{ x = \%}}^{63}{\text{Cu = 73; \%}}^{65}\text{Cu = 27}$

Vậy ứng với 27 đồng vị ⁶⁵Cu có 73 đồng vị ⁶³Cu.

Câu 2. Bromine có hai đồng vị là ⁷⁹Br và ⁸¹Br. Tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị này là 27: 23. Tính nguyên tử khối trung bình của bromine.

Hướng dẫn giải

Tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị này là 27: 23 nên

$\stackrel{27:23}{\to }{\text{ \%}}^{79}{\text{Br = (27/50).100 = 54\%; \%}}^{81}\text{Br = 46\%}$

$\stackrel{}{\to }{\overline{\text{A}}}_{Br}\text{ = }\frac{\text{79.54 + 81.46}}{100}\text{ = 79,92\%}$

Câu 3: Một loại khí chlorine có chứa 2 đồng vị ³⁵Cl và ³⁷Cl. 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

$C{l}_2{\text{ + H}}_2\stackrel{}{\to }\text{ 2HCl}$

$P_1{\text{: 2HCl + Ba(OH)}}_2\text{ (0,11) }\stackrel{}{\to }{\text{ BaCl}}_2{\text{ + 2H}}_{2}O$

$\stackrel{PTHH}{\to }{\text{ n}}_{HCl\left(P_1\right)}\text{ = 0,22 mol}$

$P_2\text{: HCl + }AgN{O}_3\stackrel{}{\to }AgCl\downarrow \text{ + H}N{O}_3$

$\stackrel{PTHH}{\to }{\text{ n}}_{AgCl}{\text{ = n}}_{HCl}\text{ = 0,22 mol }\Rightarrow {\text{ M}}_{AgCl}\text{ = 143,5 }\stackrel{}{\to }{\text{ M}}_{Cl}\text{ = 35,5}$

${\overline{A}}_{Cl}\text{ = }\frac{35x\text{ + 37.(100 }-\text{ x)}}{100}\text{ = 35,5 }\stackrel{}{\to }{\text{ x = \%}}^{35}{\text{Cl = 75\%; \%}}^{37}\text{Cl = 25\%}$

Xem thêm các bài viết về đồng vị của các nguyên tố hóa học hay khác:

• Đồng vị của Aluminium

• Đồng vị của Silicon

• Đồng vị của Phosphorus

• Đồng vị của Sulfur

• Đồng vị của Chlorine

---