Photo par TonelloPhotography/Shutterstock
Pour déterminer le pourcentage d'abondance d'un isotope, vous combinez la masse atomique moyenne de l'élément du tableau périodique avec une simple équation algébrique.
L'abondance relative est le pourcentage d'un isotope spécifique trouvé dans la nature. La masse atomique indiquée pour un élément dans le tableau périodique est une moyenne pondérée de tous ses isotopes naturels.
Les isotopes partagent le même nombre de protons mais diffèrent par le nombre de neutrons. Par exemple, l’azote‑14 possède 7 neutrons, tandis que l’azote‑15 possède 8 neutrons; les deux sont de l'azote mais des isotopes distincts.
Les problèmes typiques vous demandent de calculer soit l'abondance relative d'un isotope particulier, soit la masse de cet isotope en fonction de la masse atomique moyenne de l'élément.
Localisez la masse atomique moyenne de l’élément dans le tableau périodique. Pour l'azote, cette valeur est de 14,007amu.
Utilisez la formule standard :
(M₁)(x) + (M₂)(1 – x) = M(E)
M₁ =masse de l'isotope1x =abondance relative (sous forme décimale) de l'isotope1M₂ =masse de l'isotope2M(E) =masse atomique moyenne de l'élémentExemple :Azote‑14 (14,003 amu) et azote‑15 (15,000 amu). Se brancher sur la formule donne
14.003 x + 15.000 (1 – x) = 14.007
Appliquer les étapes algébriques :
• Distribuer :14.003x + 15.000 – 15.000x =14.007
• Combinez des termes similaires :–0,997x =–0,993
• Diviser :x = 0.996
Multipliez la décimale par 100 pour l'exprimer en pourcentage.
0.996 × 100 = 99.6 % (1 – 0.996) × 100 = 0.4 % Lorsqu'un spectre de masse est fourni, les abondances relatives sont souvent affichées sous forme de graphique à barres verticales. Même si le total peut sembler dépasser 100 %, les barres représentent des pourcentages relatifs. Pour un modèle d'azote, le spectre peut afficher 100 pour l'azote-14 et 0,37 pour l'azote-15.
Normalisez ces valeurs :
nitrogen‑14 = 100 / (100 + 0.37) ≈ 0.996 → 99.6 %
nitrogen‑15 = 0.37 / (100 + 0.37) ≈ 0.004 → 0.4 %
En suivant ces étapes, vous pouvez calculer de manière fiable le pourcentage d'abondance de n'importe quel isotope.