Đồng vị của Potassium (K) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Potassium (K) (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 potassium.

I. Đồng vị của Potassium

- Trong số 24 đồng vị potassium đã được biết, có ba đồng vị ổn định nhất của potassium là potassium – 39 (${}_{19}{}^{39}K$); potassium – 40 (${}_{19}{}^{40}K$); potassium – 41 (${}_{19}{}^{41}K$), 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
39K	93,26%	Bền
40K	0,012%	1,25 tỷ năm	β-	1,311	40Ca
			ε, β+	1,505	40Ar
41K	6,73%	Bền

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

${\overline{A}}_K=\frac{\mathrm{39.93,26}+\mathrm{40.0,012}+\mathrm{41.6,73}}{100}=\mathrm{39,1355}$

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

- Đồng hồ địa chất: Potassium -40 phân rã thành argon-40 với tốc độ ổn định. Bằng cách đo tỷ lệ potassium -40 và argon-40 trong các mẫu đá, các nhà khoa học có thể ước tính tuổi của đá và các sự kiện địa chất.

- Nguồn nhiệt bên trong Trái Đất: Sự phân rã phóng xạ của Potassium -40 góp phần tạo ra nhiệt bên trong Trái Đất, ảnh hưởng đến hoạt động của các quá trình địa chất như núi lửa và kiến tạo mảng.

- Y học: Potassium -40 được sử dụng trong một số kỹ thuật y tế để đo lượng kali trong cơ thể và đánh giá chức năng thận.

- Potassium-39 (K-39): Đồng vị ổn định phổ biến nhất của potassium. Nó được sử dụng như một chất chỉ thị trong các nghiên cứu về dinh dưỡng và trao đổi chất.

- Potassium -41 (K-41): Đồng vị ổn định, ít phổ biến hơn potassium -39. Nó cũng được sử dụng trong các nghiên cứu khoa học.

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: Nguyên tố X có hai đồng vị là X₁, X₂,${\overline{\text{M}}}_{\text{X}}\text{ = 24,8.}$ Đồng vị X₂ có nhiều hơn đồng vị X₁ là 2 neutron. Tính số khối và tỉ lệ phần trăm của mỗi đồng vị, biết tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị là X₁: X₂ = 3: 2.

Hướng dẫn giải

$\stackrel{3:2}{\to }{\text{ \%X}}_1{\text{ = (3/5).100 = 60\%; \%X}}_2\text{ = 40\%}$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\frac{A_1.60{\text{ + A}}_2.40}{100}\text{ = 24,8}\\ {\text{A}}_2-{\text{ A}}_1\text{ = 2}\end{array}\right.\stackrel{}{\to }\left\{\begin{array}{l}{A}_1\text{ = 24}\\ {\text{A}}_2\text{ = 26}\end{array}\right.$

Câu 2. Boron (B) có hai đồng vị, mỗi đồng vị đều có 5 proton. Đồng vị thứ nhất có số proton bằng số neutron. Đồng vị thứ hai có số neutron bằng 1,2 lần số proton. Biết nguyên tử khối trung bình của B là 10,812. Tìm % mỗi đồng vị.

Hướng dẫn giải

- Đồng vị thứ 1: số p = số n $\stackrel{}{\to }{}_5^{10}\text{B}$

- Đồng vị thứ 2: số n = 1,2.số p = 6 $\stackrel{}{\to }{}_5^{11}\text{B}$

${\overline{\text{A}}}_B\text{ = }\frac{\text{10x + 11.(100 }-\text{ x)}}{100}=$$\text{ 10,812 }\stackrel{}{\to }{\text{ x = \%}}^{10}{\text{B = 18,8; \%}}^{11}\text{B = 81,2\%}$

Câu 3: X có hai đồng vị là X₁ và X₂. Tổng số hạt không mang điện của hai đồng vị X₁, X₂ là 90. Nếu cho 1,2 gam Ca tác dụng với một lượng X vừa đủ thì thu được 5,994 gam hợp chất CaX₂. Tỉ lệ số nguyên tử X₁/số nguyên tử X₂ = 605/495. Xác định số khối của X₁, X₂.

Hướng dẫn giải

$Ca{\text{ + X}}_2\stackrel{}{\to }{\text{ CaX}}_2$

$n_{Ca}\text{ = 0,03 mol }\stackrel{PTHH}{\to }{\text{ n}}_{Ca{X}_2}$$= 0,03 \Rightarrow {\text{ M}}_{Ca{X}_2}\text{ = 199,8 }\stackrel{}{\to }\text{ X = 79,9}$

$\stackrel{605:495}{\to }{\text{ \%X}}_1{\text{ = 55\%; \%X}}_2\text{ = 45\%}$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\stackrel{90}{\to }{\text{ N}}_1{\text{ + N}}_2\text{ = 90}\\ \stackrel{\mathrm{79,9}}{\to }\frac{{\text{(Z + N}}_1{\text{).55 + (Z + N}}_2\text{).45}}{100}\text{ = 79,9}\end{array}\right.\stackrel{}{\to }\left\{\begin{array}{l}{\text{Z + 0,1N}}_1\text{ = 39,4}\\ \Rightarrow {\text{ N}}_1\text{ = 394 }-\text{ 10Z}\end{array}\right.$

$1\le \frac{N}{Z}\le \text{ 1,5 }\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}1\le \text{ (394 }-\text{ 10Z)/Z}\\ \text{(394 }-\text{ 10Z)/Z }\le \text{ 1,5}\end{array}\right.$$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\text{Z }\le \text{ 35,82}\\ Z\ge \text{ 34,26}\end{array}\right.\stackrel{}{\to }\text{ Z = 35 (Br)}$

$\Rightarrow {\text{ N}}_2{\text{ = 44; N}}_1\text{ = 46 }\stackrel{}{\to }{\text{ A}}_{X_2}{\text{ = 79; A}}_{X_1}\text{ = 81}$

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

• Đồng vị của Calcium

• Đồng vị của Scandium

• Đồng vị của Titanium

• Đồng vị của Vanadium

• Đồng vị của Chromium

---