Xác định số khối và điện tích của hạt nhân X trong các quá trình sau:
Bài tập
Bài 1: Xác định số khối và điện tích của hạt nhân X trong các quá trình sau:
a) $_{11}^{22}\textrm{Na}$ → $_{?}^{?}\textrm{X}$ + $_{+1}^{0}\textrm{e}$
b) $_{?}^{?}\textrm{X}$ → $_{17}^{35}\textrm{Cl}$ + $_{-1}^{0}\textrm{e}$
c) $_{28}^{63}\textrm{Ni}$ → $_{?}^{?}\textrm{X}$ + $_{-1}^{0}\textrm{e}$
d) $_{?}^{?}\textrm{X}$ → $_{4}^{9}\textrm{Be}$ + $_{+1}^{0}\textrm{e}$
($_{+1}^{0}\textrm{e}$ là hạt positron, còn được kí hiệu là β+)
Bài 2: Phân rã tự nhiên $_{90}^{232}\textrm{Th}$ tạo ra đồng vị bền $_{82}^{208}\textrm{Pb}$, đồng thời giải phóng một số hạt α và β. Xác định số hạt α và β cho quá trình phân rã một hạt nhân $_{90}^{232}\textrm{Th}$.
Bài 3: Cần đốt cháy bao nhiêu kg than đá chứa 80% C để tạo ra lượng nhiệt bằng năng lượng giải phóng ra khi 1 gam $_{92}^{235}\textrm{U}$ phân hạch. Biết khi phân hạch 1 mol $_{92}^{235}\textrm{U}$ tỏa ra năng lượng là 1,8.1010 kJ, đốt cháy hoàn toàn 1 mol C tỏa ra năng lượng 393,5 kJ.
Bài 4*: Một mảnh giấy lấy được từ một trong các “Cuộn sách Biển Chết” (gồm 981 bản ghi khác nhau được phát hiện tại 12 hang động ở phía đông hoang mạc Judaea), được xác định có 10,8 nguyên tử $_{6}^{14}\textrm{C}$ bị phân rã trong 1 phút ứng với 1 gam carbon trong mảnh giấy (Hình 2.3).
Hãy tính tuổi của mảnh giấy (t) dựa theo phương trình:
t = $\frac{1}{k}ln\frac{A_{o}}{A_{t}}$
Trong đó:
A0 được coi bằng số nguyên tử 146CC614 bị phân rã trong 1 phút với 1 gam carbon trong sinh vật sống, A0 = 13,6
At được coi bằng số nguyên tử $_{6}^{14}\textrm{C}$ bị phân rã trong 1 phút với 1 gam carbon trong mẫu vật nghiên cứu.
Hằng số k = 1,21 × 10-4 năm-1
Bài 1:
a) Theo định luật bảo toàn số khối: 22 = AX + 0 ⇒ AX = 22
Theo định luật bảo toàn điện tích: 11 = ZX + (+1) ⇒ ZX = 10
Vậy hạt nhân X có số khối A = 22, điện tích hạt nhân Z = 10
b) Theo định luật bảo toàn số khối: AX = 35 + 0 ⇒ AX = 35
Theo định luật bảo toàn điện tích: ZX = 17 + (-1) ⇒ ZX = 16
Vậy hạt nhân X có số khối A = 35, điện tích hạt nhân Z = 16
c) Theo định luật bảo toàn số khối: 63 = AX + 0 ⇒ AX = 63
Theo định luật bảo toàn điện tích: 28 = ZX + (-1) ⇒ ZX = 29
Vậy hạt nhân X có số khối A = 63, điện tích hạt nhân Z = 29
d) Theo định luật bảo toàn số khối: AX = 9 + 0 ⇒ AX = 9
Theo định luật bảo toàn điện tích: ZX = 4 + (+1) ⇒ ZX = 5
Vậy hạt nhân X có số khối A = 9, điện tích hạt nhân Z = 5
Bài 2:
$_{90}^{232}\textrm{Th}$ → $_{82}^{208}\textrm{Pb}$ + x $_{2}^{4}\textrm{He}$ + y $_{-1}^{0}\textrm{e}$
Theo định luật bảo toàn số khối: 232 = 208 + 4x + 0y (1)
Theo định luật bảo toàn điện tích: 90 = 82 + 2x + (-1)y (2)
Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: x = 6, y = 4.
Vậy quá trình phân rã một hạt nhân $_{90}^{232}\textrm{Th}$ giải phóng ra 6 hạt α và 4 hạt β.
Bài 3.
1 mol $_{92}^{235}\textrm{U}$ tương ứng với 235 gam
Khi phân hạch 235 gam $_{92}^{235}\textrm{U}$ tỏa ra năng lượng là 1,8.1010 kJ
Khi phân hạch 1 gam 23592UU92235tỏa ra năng lượng là $\frac{1,8.10^{10}}{235}$ kJ
Đốt cháy hoàn toàn 1 mol C tỏa ra năng lượng 393,5 kJ.
⇒ Đốt cháy hoàn toàn x mol C tỏa ra được năng lượng $\frac{1,8.10^{10}}{235}$kJ
⇒ x = $\frac{1,8.10^{10}}{235.393,5}$ mol
⇒ Khối lượng C cần dùng là $\frac{1,8.10^{10}}{235.393,5}$.12 (gam)
⇒ Khối lượng than đá cần dùng là: $\frac{1,8.10^{10}.12}{235.393,5}$:80% ≈ 2,92.106 gam ≈ 2920 kg
Bài 4*. Tuổi của mảnh giấy
t = $\frac{1}{k}ln\frac{A_{o}}{A_{t}}$ = $\frac{1}{1,21.10^{-4}}ln\frac{13,6}{10,8}$ ≈ 1905 năm
Bình luận