FICHA E1.2-P01

Masa atómica relativa del azufre enriquecido

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E1 — Modelos de la naturaleza corpuscular de la materia › 1.2 El átomo nuclear

TipoPrincipal Dificultad Puntos5 pts (a·2 + b·1 + c·2) Tiempo máx.10 min Media6 min Origen preguntaExamen oficial Verificación soluciónMarkscheme oficial De fuente real

Prerrequisitos

La masa atómica relativa (Ar) de una muestra con varios isótopos es la media ponderada: suma de (fracción de cada isótopo x su masa)
La espectrometría de masas determina la masa y abundancia relativa de los isótopos de una muestra
n = m/M para convertir masa a moles; número de átomos = n x NA (constante de Avogadro)

El azufre tiene numerosos isótopos naturales y una muestra de azufre fue enriquecida con 36S, para producir una mezcla con la siguiente composición: 32S 90% · 33S 1% · 34S 4% · 36S 5%.

a Calcule la masa atómica relativa de esta muestra enriquecida, corregida a dos cifras decimales. [2]

b Indique la técnica por medio de la cual se pudieron haber determinado los porcentajes de los diferentes isótopos en esta muestra. [1]

c En el azufre en estado natural, la abundancia relativa del isótopo 36S es solo del 0,0100%. Calcule el número de átomos de este isótopo presentes en 1,00 g de azufre natural. Use las secciones 2 y 6 del cuadernillo de datos. [2]

Pistas progresivas

1General - la masa atómica relativa media se calcula ponderando la masa de cada isótopo por su abundancia (en tanto por uno, no en %).
2Apartado a) - convierte cada porcentaje a fracción decimal (90% -> 0,90, etc.) y multiplica por la masa de cada isótopo, luego suma los cuatro términos.
3Apartado b) - la técnica estándar para separar y cuantificar isótopos por su masa es la espectrometría de masas.
4Apartado c) - primero calcula los moles de S en 1,00 g usando la masa atómica relativa del CUADERNILLO DE DATOS (32,07 - no la calculada en el apartado a, que es de una muestra distinta enriquecida). Luego aplica el porcentaje de abundancia de 36S a esos moles, y convierte a átomos con el número de Avogadro.

Teoría básica

Masa atómica relativa (Ar) de una muestra con varios isótopos = suma de (fracción de cada isótopo x su masa).
Espectrometría de masas: técnica para determinar la masa y abundancia relativa de los isótopos de una muestra.
n = m/M para pasar de masa a moles; átomos = n x NA (constante de Avogadro, en el cuadernillo de datos).

Refuerzo

Libro — Chemistry 2023 Oxford - Estructura 1.2, isótopos y masa atómica relativa.

Cuadernillo — Cuadernillo de datos 2025 - constante de Avogadro (sección 2), masas atómicas relativas (sección 6). Examen: EXAMENES AÑOS ANTERIORES/2023/NOVIEMBRE 2023/Chemistry_paper_2__SL_Spanish.pdf, pregunta 4(c); mark scheme en la misma carpeta.

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Apartado a) — Ar = (0,90x32)+(0,01x33)+(0,04x34)+(0,05x36) = 28,80+0,33+1,36+1,80 = 32,29.

Apartado b) — Espectrometría de masas.

Apartado c) — n(S) en 1,00 g = 1,00/32,07 = 0,03118 mol (usando el Ar del cuadernillo de datos). n(36S) = 0,03118 x (0,0100/100) = 3,12x10⁻⁶ mol. Átomos = 3,12x10⁻⁶ x 6,02x10²³ = 1,88x10¹⁸ átomos.