Foto door TonelloPhotography/Shutterstock

Om het procentuele voorkomen van een isotoop te bepalen, combineer je de gemiddelde atomaire massa van het element uit het periodiek systeem met een eenvoudige algebraïsche vergelijking.

Wat is relatieve isotopenovervloed?

De relatieve overvloed is het percentage van een specifieke isotoop dat in de natuur wordt aangetroffen. De atoommassa die voor een element in het periodiek systeem wordt vermeld, is een gewogen gemiddelde van alle natuurlijk voorkomende isotopen.

Isotopen delen hetzelfde aantal protonen, maar verschillen in het aantal neutronen. Stikstof-14 heeft bijvoorbeeld zeven neutronen, terwijl stikstof-15 acht neutronen heeft; beide zijn stikstof, maar verschillende isotopen.

Typische problemen vragen je om de relatieve overvloed van een bepaalde isotoop te berekenen, of de massa van die isotoop, gegeven de gemiddelde atomaire massa van het element.

Stap1:Identificeer de gemiddelde atoommassa

Zoek de gemiddelde atoommassa van het element op het periodiek systeem. Voor stikstof is deze waarde 14,007amu.

Stap2:Stel de vergelijking in

Gebruik de standaardformule:

(M₁)(x) + (M₂)(1 – x) = M(E)

• M₁ =massa van isotoop1
• x =relatieve overvloed (als decimaal) van isotoop1
• M₂ =massa van isotoop2
• M(E) =de gemiddelde atomaire massa van het element

Voorbeeld:Stikstof-14 (14.003amu) en stikstof-15 (15.000amu). Als u de formule invoegt, krijgt u

14.003 x + 15.000 (1 – x) = 14.007

Stap3:Los x op

Pas algebraïsche stappen toe:

• Verdelen:14.003x + 15.000 – 15.000x =14.007

• Combineer soortgelijke termen:–0,997x =–0,993

• Verdelen:x = 0.996

Stap4:Converteren naar percentage

Vermenigvuldig het decimaalteken met 100 om het in een percentage uit te drukken.

• Stikstof‑14:0.996 × 100 = 99.6 %
• Stikstof‑15:(1 – 0.996) × 100 = 0.4 %

Massaspectrometriegegevens gebruiken

Wanneer een massaspectrum wordt geboden, worden relatieve hoeveelheden vaak weergegeven als een verticaal staafdiagram. Hoewel het totaal de 100% kan overschrijden, geven de balken relatieve percentages weer. Voor een stikstofpatroon kan het spectrum 100 voor stikstof-14 en 0,37 voor stikstof-15 weergeven.

Normaliseer deze waarden:

nitrogen‑14 = 100 / (100 + 0.37) ≈ 0.996 → 99.6 %

nitrogen‑15 = 0.37 / (100 + 0.37) ≈ 0.004 → 0.4 %

Door deze stappen te volgen, kunt u op betrouwbare wijze het procentuele voorkomen van welke isotoop dan ook berekenen.