Với giải Vận dụng trang 24 Hóa học lớp 10 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 3: Nguyên tố hóa học giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Hóa học 10. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 3: Nguyên tố hóa học

Vận dụng trang 24 Hóa học 10: Trong thể dục thể thao, có một số vận động viên sử dụng các loại chất kích thích trong thi đấu, gọi là doping, dẫn đến thành tích đạt được của họ không thật so với năng lực vốn có. Một trong các loại doping thường gặp nhất là testosterone tổng hợp

Tỉ lệ giữa hai đồng vị $_{6}^{12} C$ (98,98%) và $_{6}^{13} C$ (1,11%) là không đổi đối với testosterone tự nhiên trong cơ thể, Trong khi testosterone tổng hợp (tức doping) có phần trăm số nguyên tử đồng vị $_{6}^{13} C$ ít hơn testosterone tự nhiên. Đây chính là mấu chốt của xét nghiệm CIR (Carbon Isotope Ratio – Tỉ lệ đồng vị carbon) – một xét nghiệm với mục đích xác định xem vận động viên có sử dụng doping hay không.

Giả sử, thực hiện phân tích CIR đối với một vận động viên thu được kết quả phần trăm số nguyên tử đồng vị $_{6}^{12} C$ là x và $_{6}^{13} C$ là y. Từ tỉ lệ đó, người ta tính được nguyên tử khối trung bình của carbon trong mẫu phân tích có giá trị là 12,0098. Với kết quả thu được, em có nghi ngờ vận động viên này sử dụng doping hay không? Vì sao?

Phương pháp giải:

Ta có hệ phương trình:

x + y = 100

$12, 0098 = \frac{x .12 + y .13}{100}$

Lời giải:

- Nguyên tố carbon có 2 đồng vị là $_{6}^{12} C$ và $_{6}^{13} C$

- Đồng vị $_{6}^{12} C$ chiếm x%

- Đồng vị $_{6}^{13} C$ chiếm y%

=> x + y = 100 (1)

- Nguyên tử khối trung bình của carbon trong mẫu phân tích = 12,009

=> $12, 0098 = \frac{x .12 + y .13}{100}$ (2)

Từ (1) và (2) => x = 99,02 và y = 0,98

Nhận thấy 0,98 < 1,11

=> Vận động viên này sử dụng doping

Lý thuyết Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình

1. Nguyên tử khối

- Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử.

- Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử (1 amu).

- Một cách gần đúng, coi nguyên tử khối có giá trị bằng số khối.

Ví dụ: Nguyên tử của nguyên tố magnesium (Mg) có 12 proton và 12 neutron.

⇒ Nguyên tử khối của Mg = 12 + 12 = 24 amu

2. Nguyên tử khối trung bình

- Mỗi nguyên tố thường có nhiều đồng vị, do đó trong thực tế người ta thường sử dụng giá trị nguyên tử khối trung bình.

- Muốn xác định giá trị nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố, ta cần phải biết được phần trăm số nguyên tử các đồng vị của nguyên tố đó trong tự nhiên. Người ta thường dùng phương pháp phổ khối lượng để xác định phần trăm số nguyên tử các đồng vị tự nhiên của các nguyên tố.

- Công thức tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố X: $\bar{A_{X}} = \frac{a_{1} \times A_{1} + a_{2} \times A_{2} + . .. + a_{i} \times A_{i}}{100}$

Trong đó:

$\bar{A_{X}}$ : là nguyên tử khối trung bình của X

A_i: là nguyên tử khối đồng vị thứ i

a_i: là tỉ lệ % số nguyên tử đồng vị thứ i

Ví dụ:

Trong tự nhiên, nguyên tố copper có hai đồng vị với phần trăm số nguyên tử tương ứng là ${}_{29}^{63}{Cu}$ (69,15%) và ${}_{29}^{65}{Cu}$ (30,85%). Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố copper là:

$\bar{A_{Cu}} = \frac{63 .69, 15 + 65 .30, 85}{100} = 63, 617$