Como você calcula a massa atômica do carbono?

O termo "massa atômica"refere-se à massa de um único átomo. A massa de um único átomo de carbono-12 é definida como exatamente 12 u.

O termo massa atômica também é freqüentemente usado (embora tecnicamente, incorretamente) para se referir à massa atômica média de todos os isótopos de um elemento.

Esta segunda definição é realmente a massa atômica relativa de um elemento - um único valor médio da massa do elemento com base nas massas de seus isótopos.

O carbono possui isótopos conhecidos 15, dos quais apenas dois (#""^12"C"color(white)(l) "and"color(white)(l) ""^13"C"#) são estáveis. #""^14"C"# existe apenas em quantidades vestigiais, portanto, não contribui de maneira mensurável para a massa atômica média.

O carbono consiste em 98.93% #""^12"C"# (12 u) e 1.07% #""^13"C"# (13.003 u). Qual é a massa atômica média desses isótopos?

MÉTODO 1

Para encontrar a massa atômica média, pegue um certo número de átomos, encontre a massa total de cada isótopo e depois divida a massa total de todos os átomos pelo número total de átomos.

Suponha que você tenha, digamos, átomos de carbono 10 000. Então você tem átomos 9893 de #""^12"C"# átomos 107 de #""^13"C"#.

#"Mass of"color(white)(l) ""^12"C" = 9893 color(red)(cancel(color(black)("atoms"))) × "12 u"/(1 color(red)(cancel(color(black)("atom")))) = "118 716 u"#

#"Mass of"color(white)(l) ""^13"C" = 107color(red)(cancel(color(black)("atoms"))) × "13.003 u"/
(1 color(red)(cancel(color(black)("atom")))) =color(white)(ml) "1 390 u"#

#"Total mass"color(white)(l)color(white)(mmmmmmmmmmmmm) = "120 110 u"#

#"Average mass" = "120 110 u"/"10 000 atoms" = "12.011 u"#

MÉTODO 2

Outra maneira de determinar a massa média é multiplicar a massa atômica de cada isótopo por sua porcentagem e depois adicionar os números.

Os dois métodos são matematicamente equivalentes. Portanto,

#"Average mass" = "(0.9893 × 12 + 0.0107 × 13.003) u" = "(11.872 + 0.139) u" = "12.011 u"#

O método 2 provavelmente é matematicamente mais simples, mas o método 1 deixa claro que você está determinando uma massa média.

Escolha o método que você preferir.

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