Метод вычисления процентного содержания природных изотопов у элементов, состоящих из двух компонентов

 

Изотопы лития и хлора

 

Задача 41. 
Чему равно содержание (%) изотопов лития 6Li и 7Li в природном литии, имеющем, в соответствии с Периодической системой элементов, относительную атомную массу 6,941?
Решение. 
Примем за x число атомов 6Li в каждых 100 атомах природного лития, тогда число атомов 7Li будет (100–x). Масса x атомов 6Li равна 6,938x, а масса (100–x) атомов равна 7Li – 6,997(100–x). По закону аддитивности:

6,938 . x + 6,997(100 – x) = 6,941 . 100;
6,938x + 699,7 – 6,997x = 694,1;
0,059х = 5,6;
х = 94,91.

Так как решение полученного уравнения дает x = 94,91 (атомов 6Li) и 100 – 94,91 = 5,09 (атомов 7Li). Таким образом, содержание 6Li составляет 94,91%, а содержание
7Li – 5,09%.
 


Способы разделения изотопов

Задача 42. 
Каково содержание изотопов 35Cl и 37Cl в природном хлоре, имеющем относительную атомную массу  35,45? Предложите способы выделения чистых веществ 35Cl2 и 37Cl2 из природного хлора и его соединений.
Решение. 
Примем за x содержание 35Cl в природной смеси изотопов:

35 . x + 37·(100 – x) = 35,45 . 100;
35х + 3700 - 37х = 3545;
x = 77,5.
Так как решение полученного уравнения дает x = 77,5 (атомов 35Cl) и 100 – 77,5 = 22,5 (атомов 37Cl). Таким образом, содержание 35Cl составляет 77,5%, а содержание 37Cl – 22,5%.

Способы разделения изотопов:

– способ лазерного разделения изотопов;
– газодиффузионный способ разделения изотопов;  
– основанные на различии в массе (центрифугирование и т.п.);
– основанные на различном отношении массы к заряду (для ионов);
– основанные на изотопном эффекте в химических процессах (кинетические).