Calcolo della massa atomica media

La massa atomica media non è una misura diretta di un singolo atomo. Invece, è la massa media per atomo di una quantità specifica di un dato elemento. Se riesci a misurare la massa di miliardi di singoli atomi, potresti calcolare questo valore allo stesso modo della media. Fortunatamente, esiste un metodo più pratico che si basa sulle informazioni osservate sulla rarità dei diversi isotopi.

Passi

Parte 1 di 2: Calcolo della massa atomica media

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1. Comprendere gli isotopi e le masse atomiche. La maggior parte degli elementi si presenta naturalmente in molteplici forme o isotopi. L`unica differenza tra due isotopi dello stesso elemento è il numero di neutroni per atomo, e quindi la massa atomica. La massa atomica media di un elemento tiene conto di queste variazioni e ti dà la massa media per atomo in una data quantità di quell`elemento.
  • Ad esempio, l`elemento argento (Ag) ha due isotopi presenti in natura: Ag-107 e Ag-109 (o Ag e Ag). Gli isotopi prendono il nome dal "numero di massa" o dalla somma di protoni e neutroni in un atomo. Ciò significa che l`Ag-109 ha due neutroni in più per atomo rispetto all`Ag-107, e quindi una massa leggermente superiore.
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2. Trova la massa di ogni isotopo. Hai bisogno di due tipi di informazioni per ogni isotopo, che puoi cercare in un libro di riferimento o in una risorsa online, come elementi web.com. Il primo è la massa atomica, o la massa di un atomo di qualsiasi isotopo. Gli isotopi con più neutroni hanno più massa.
  • Ad esempio: Ad esempio, l`isotopo Ag-107 (argento) ha una massa atomica di 106,90509 divertire (unità di massa atomica). L`isotopo Ag-109 è leggermente più pesante con una massa di 108.90470.
  • Le ultime cifre decimali potrebbero essere leggermente diverse a seconda della fonte. Non includere i numeri tra parentesi dopo la messa.
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    3. Annota l`abbondanza di ogni isotopo. Questa misura ti dice quanto è comune l`isotopo (come percentuale di tutti gli atomi dell`elemento). Puoi trovarlo nella stessa fonte in cui hai trovato le masse. Il numero di isotopi deve sommarsi fino al 100% (sebbene possa essere leggermente fuori a causa di errori di arrotondamento).
  • L`isotopo Ag-107 ha una percentuale del 5,86%. AG-109 è leggermente meno comune con un tasso del 48,14%. Ciò significa che una quantità specifica di argento contiene il 51,86% di Ag-107 e il 48,14% di Ag-109.
  • Ignora tutti gli isotopi senza specificare la percentuale. Questi isotopi non si trovano naturalmente sulla Terra.
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    4. Converti le percentuali in decimali. Dividi la percentuale di un isotopo per 100 per il valore decimale.
  • Nel problema di esempio, le percentuali sono: 51,86 / 100 = 0,5186 e 48.14 / 100 = 0,4814.
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    5. Determina la media ponderata delle masse. La massa atomica media di un elemento con n isotopi uguali (massaisotopo 1 * percentualeisotopo 1) + (massaisotopo 2 * percentualeisotopo 2) + ... + (massaisotopo n * percentualeisotopo n. Questo è un esempio di "media ponderata", il che significa che le masse più comuni (più abbondanti) hanno un effetto maggiore sul risultato. Ecco come utilizzare questa formula per l`argento:
  • Massa atomica mediaAg = (massaAg-107 * percentualeAg-107) + (massaAg-109 * percentualeAg-109)
    =(106,90509 * 0,5186) + (108,90470 * 0,4814)
    = 55.4410 + 52.4267
    = 107.8677 amu.
  • Cerca l`elemento sulla tavola periodica per verificare la tua risposta. La massa atomica media è solitamente scritta sotto il simbolo dell`elemento.
  • Parte 2 di 2: Utilizzo del risultato

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    1. Converti massa in numero di atomi. La massa atomica media ti dice la relazione tra la massa e il numero di atomi in una quantità specifica dell`elemento. Questo è utile nella chimica sperimentale, poiché è quasi impossibile contare i singoli atomi, ma è facile misurare la massa. Ad esempio, puoi pesare un campione di argento e prevedere che ogni massa di 107,8677 amu contenga un atomo d`argento.
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    2. Converti in massa molare. Le unità di massa atomica sono molto piccole, quindi i chimici di solito pesano quantità di atomi in grammi. Fortunatamente, questi termini sono stati definiti per rendere la conversione il più semplice possibile. Devi solo moltiplicare la massa atomica media per 1 g/mol (la costante di massa molare) per una risposta in g/mol. Ad esempio, 107,8677 grammi di argento contengono in media una mole di atomi d`argento.
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    3. Determina la massa molecolare media. Poiché una molecola è semplicemente un insieme di atomi, puoi sommare le masse degli atomi per determinare la massa della molecola. Se usi la massa atomica media (piuttosto che la massa di un particolare isotopo), la risposta è la massa molecolare media che si trova in una quantità naturale. Ecco un esempio:
  • Una molecola di acqua ha la formula chimica H2O, e quindi contiene due atomi di idrogeno (H) e un atomo di ossigeno (O).
  • L`idrogeno ha una massa atomica media di 1,00794 amu. Gli atomi di ossigeno hanno una massa media di 15,9994 amu.
  • La massa media di una molecola di H2O è uguale a (1,00794)(2) + 15,9994 = 18,01528 amu, equivalente a 18,01528 g/mol.
  • Consigli

    • Il termine massa atomica relativa è talvolta usato come sinonimo di massa atomica media. Tuttavia, c`è una leggera differenza poiché la massa atomica relativa non ha unità; è una misura della massa relativa all`atomo di carbonio C-12. Tuttavia, fintanto che utilizzi le unità di massa atomica nel calcolo della massa media, i due valori sono numericamente identici.
    • Il numero tra parentesi dopo una massa atomica è l`incertezza del numero finale. Ad esempio: una massa atomica di 1,0173(4) significa che i campioni tipici hanno un margine di errore di ±0,0004. Non devi tenerne conto a meno che il problema non lo richieda.
    • Con rare eccezioni, gli elementi più in basso nella tavola periodica hanno una massa media maggiore rispetto agli elementi prima di loro. Questo è un modo rapido per verificare se le tue risposte hanno senso.
    • 1 unità di massa atomica è definita come 1/12 della massa di un atomo di carbonio C-12.
    • L`abbondanza degli isotopi si basa su campioni che si trovano naturalmente sulla Terra. Sostanze insolite, come un meteorite o un campione creato in laboratorio, possono avere rapporti isotopici diversi e quindi una massa atomica media diversa.

    Avvertenze

    • Le masse atomiche sono quasi sempre rappresentate come unità di massa atomica (amu o u) (chiamata anche Dalton o Da). Non mettere mai un`altra unità di massa (come kg) dopo un numero senza convertirlo.

    Necessità

    • Matita
    • Carta
    • Calcolatrice
    • Percentuali di isotopi
    • Unità di massa atomica degli isotopi

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