Đồng vị của Zinc (Zn) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Zinc (Zn) (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 zinc.

I. Đồng vị của Zinc

- Năm đồng vị ổn định của zinc là ${}_{30}{}^{64}Zn,{}_{30}{}^{66}Zn,{}_{30}{}^{67}Zn,{}_{30}{}^{68}Zn,{}_{30}{}^{70}Zn$, 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
64Zn	48,6%	Bền
66Zn	27,9%	Bền
67Zn	4,1%	Bền
68Zn	18,8%	Bền
70Zn	0,6%	Bền

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

${\overline{A}}_{Zn}=\frac{\mathrm{64.48,6}+\mathrm{66.27,9}+\mathrm{67.4,1}+\mathrm{68.18,8}+\mathrm{70.0,6}}{100}=\mathrm{65,469}$

- Ngoài 5 đồng vị ổn định, zinc còn có các đồng vị kém bền, không tìm thấy trong tự nhiên là ${}_{30}{}^{65}Zn,{}_{30}{}^{69}Zn\mathrm{,...}$

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

- Trong y học:

+ Chẩn đoán hình ảnh: ⁶⁵Zn được sử dụng như một chất đánh dấu phóng xạ để theo dõi quá trình hấp thụ kẽm trong cơ thể, từ đó giúp chẩn đoán các bệnh liên quan đến sự thiếu hụt kẽm.

+ Xạ trị: Một số nghiên cứu đang được tiến hành để đánh giá khả năng sử dụng ⁶⁵Zn trong điều trị một số loại ung thư.

- Trong công nghiệp:

+ Đo lường độ mài mòn: ⁶⁵Zn được sử dụng để đo lường độ mài mòn của các bộ phận máy móc.

+ Kiểm soát chất lượng: Đồng vị ⁶⁵Zn giúp kiểm soát chất lượng trong các quá trình sản xuất.

- Trong nghiên cứu:

+ Nghiên cứu cấu trúc protein: ⁶⁴Zn được sử dụng như một chất đánh dấu để nghiên cứu cấu trúc và chức năng của các protein chứa kẽm.

+ Nghiên cứu quá trình trao đổi chất: Đồng vị ⁶⁴Zn giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về quá trình trao đổi chất của kẽm trong cơ thể.

- Các đồng vị zinc khác:

+ ⁷⁰Zn Được sử dụng trong các nghiên cứu về vật lý hạt nhân.

+ ⁶⁷Zn Có tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực y học hạt nhân.

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: Khối lượng nguyên tử của B bằng 10,81. B trong tự nhiên gồm hai đồng vị ¹⁰B và ¹¹B. Hỏi có bao nhiêu phần trăm ¹¹B trong axit boric H₃BO₃. Cho H₃BO₃ = 61,81.

Hướng dẫn giải

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

${\overline{\text{A}}}_B\text{ = }\frac{\text{10x + 11.(100 }-\text{ x)}}{100}=\text{ 10,81 }\stackrel{}{\to }{\text{ x = \%}}^{10}{\text{B = 19; \%}}^{11}\text{B = 81\%}$

$\Rightarrow {\%}^{11}{B}_{\left(H_{3}Br{O}_3\right)}\text{ = }\frac{\mathrm{0,81.11}}{1.3\text{ + 16.3 + 10,81}}\text{.100 }\approx \text{ 14,42\%}$

Câu 2. Trong tự nhiên, magnesium có 3 đồng vị bền là ²⁴Mg, ²⁵Mg và ²⁶Mg. Phương pháp phổ khối lượng xác nhận đồng vị ²⁶Mg chiếm tỉ lệ phần trăm số nguyên tử là 11%. Biết rằng nguyên tử khối trung bình của Mg là 24,32. Tính % số nguyên tử của đồng vị ²⁴Mg, ²⁵Mg.

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{\overline{\text{A}}}_{Mg}\text{ = }\frac{\text{24x + 25.(100 }-\text{ x }-\text{ 11) + 26.11}}{100}=\text{ 24,32 }\\ \stackrel{}{\to }{\text{ x = \%}}^{24}{\text{Mg = 79\%; \%}}^{25}\text{Mg = 10\%}\end{array}$

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

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

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

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

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

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

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

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

• Đồng vị của Gallium

• Đồng vị của Germanium

• Đồng vị của Arsenic

• Đồng vị của Selenium

• Đồng vị của Bromine

---