Chemie pro Mezka- prosím o pomoc
Chemie pro Mezka- prosím o pomoc
Prvek uran se v přírodě vyskytuje ve formě tří izotopů 238U 235U a 234U, přičemž všechny podléhají
samovolnému radioaktivnímu rozpadu. Nejhojněji zastoupený izotop 238U se samovolně rozkládá podle
následující rovnice:
U
238 → 𝐗 +α
1) Pomocí chemické značky a nukleonového čísla identifikujte neznámý nuklid X.
Radionuklid X dále podléhá sérii jaderných reakcí nazývaných rozpadová řada, jejichž výsledkem je vznik již
stálého izotopu olova 206Pb.
2) Uveďte, kolik α a β částic při těchto rozpadech nuklidu X až na olovo celkem vznikne za
předpokladu, že všechny rozpady jsou pouze typu α a β. Oba výsledky stručně zdůvodněte. (Při
řešení vám pomůže nahlédnutí do periodické tabulky prvků.).
V rámci výzkumu této rozpadové řady se jaderní chemici rozhodli připravit radionuklid Y (poločas rozpadu
3,8 dne, α zářič) vznikající rozpadem 226Ra (poločas rozpadu 1600 let, α zářič).
Na papírový terčík nanesli roztok obsahující přečištěný 226Ra. Po jeho zaschnutí terčík přiložili na citlivý
detektor α záření, v pravidelných intervalech měřili, zda bude kvůli vznikajícímu radionuklidu Y radioaktivita
vzorku narůstat. V prvém experimentu terčík volně ležel na detektoru, avšak zřetelný nárůst aktivity nad
aktivitu matečného 226Ra nebyl zaznamenán. Ve druhém experimentu byl terčík ležící na detektoru překryt
plochou skleněné Petriho misky, která sama aktivitu nevykazuje. Ve druhém experimentu byl zaznamenán
zřetelný nárůst aktivity.
3) Určete identitu neznámého radionuklidu Y a vysvětlete toto podivné chování.
Prvek uran se v přírodě vyskytuje ve formě tří izotopů 238U 235U a 234U, přičemž všechny podléhají
samovolnému radioaktivnímu rozpadu. Nejhojněji zastoupený izotop 238U se samovolně rozkládá podle
následující rovnice:
U
238 → 𝐗 +α
1) Pomocí chemické značky a nukleonového čísla identifikujte neznámý nuklid X.
Radionuklid X dále podléhá sérii jaderných reakcí nazývaných rozpadová řada, jejichž výsledkem je vznik již
stálého izotopu olova 206Pb.
2) Uveďte, kolik α a β částic při těchto rozpadech nuklidu X až na olovo celkem vznikne za
předpokladu, že všechny rozpady jsou pouze typu α a β. Oba výsledky stručně zdůvodněte. (Při
řešení vám pomůže nahlédnutí do periodické tabulky prvků.).
V rámci výzkumu této rozpadové řady se jaderní chemici rozhodli připravit radionuklid Y (poločas rozpadu
3,8 dne, α zářič) vznikající rozpadem 226Ra (poločas rozpadu 1600 let, α zářič).
Na papírový terčík nanesli roztok obsahující přečištěný 226Ra. Po jeho zaschnutí terčík přiložili na citlivý
detektor α záření, v pravidelných intervalech měřili, zda bude kvůli vznikajícímu radionuklidu Y radioaktivita
vzorku narůstat. V prvém experimentu terčík volně ležel na detektoru, avšak zřetelný nárůst aktivity nad
aktivitu matečného 226Ra nebyl zaznamenán. Ve druhém experimentu byl terčík ležící na detektoru překryt
plochou skleněné Petriho misky, která sama aktivitu nevykazuje. Ve druhém experimentu byl zaznamenán
zřetelný nárůst aktivity.
3) Určete identitu neznámého radionuklidu Y a vysvětlete toto podivné chování.
Odpovědi
Diskuze
1) Napište a vyčíslete reakci, pomocí které chce Matylda ohřívat pokrm. Spočítejte reakční entalpii
(reakční teplo) této reakce. Bylo by teoreticky možné takto jídlo opravdu ohřát? Svou odpověď
stručně odůvodněte.
Potřebné údaje pro vaše výpočty:
ΔHsl, (H2O (l), 298 K) = −285,8 kJ·mol−1
ΔHsl, (CaO (s), 298 K) = −635,5 kJ·mol−1
ΔHsl, (Ca(OH2) (s), 298 K) = −986,6 kJ·mol−1
Matylda by si ráda ohřála vodu na instantní polévku. Ocelové misky ji moc nezatížily – jejich celková
hmotnost je 440 g. Obě mají kruhové dno, vnitřní průměr menší z nich je 10 cm. Pro nadšenou chemičku je
trocha páleného vápna v batohu naprostou samozřejmostí. Dokonce i objem vody potřebný k přípravě
polévky má Matylda v oku – menší misku naplní jako obvykle do výšky 6 cm a zahřívání může začít!
2) Kolik gramů páleného vápna se musí smísit s ekvimolárním množstvím vody, aby se v Matyldině
improvizovaném vařiči ohřála voda z teploty 25 °C na 100 °C?
Předpokládejte, že veškeré pálené vápno zreaguje. Součástí soustavy je i směs páleného vápna a
vody (s počáteční teplotou 25°C), která se mění na hašené vápno. Při zjednodušeném výpočtu
tepla potřebného k zahřátí na 100°C předpokládejte, že se jedná o Ca(OH)2. Hmotnost zbylého
vzduchu v nádobách, závislost slučovací entalpie na teplotě a ztráty tepla způsobené
odpařováním vody zanedbejte.
Potřebné údaje pro vaše výpočty:
ρ (H2O, 25 °C) = 997 kg∙m−3
cp (H2O) = 4183 J∙kg−1∙K−1
cp (ocel) = 460 J∙kg−1∙K−1
cp (Ca(OH)2) = 1181 J∙kg−1∙K−1
pak mi musíš napsat, co nechápeš.
1: Částice α je složena ze dvou protonů a dvou neutronů. Jejím vyzářením klesne Z o 2 a Ar o 4 (2 protony, čtyři nukleony). Radionuklid X je tedy Th 234 (Z=90 - thorium, Ar 234).
2: Vyzářením částuce β se požet nukleonů nemění. Protože je to důsledek přeměny neutronu na proton. zvýší se Z o +1. Během přeměny Th 234,90 na Pb 206,82 tedy bude vyzářeno 234-206 = 28 nukleonů = 7 rozpadů α. V konečném stavo je počet protonů menší o 90-82 = 8. Protože částicemi α bylo vyzářeno 7*2 = 14 protonů, muselo 6 protonů vzniknout z neutronu rozpadem β, při kterém se počet nukleonů a tedy i Ar nemění.
3: Z Ra 226,88 vznikne α-rozpadem Y 222,86, což je radon. Radon je inertní plyn (vzácný plyn), takže vzniklý radon uniká a detektor neregistruje jeho aktivitu. Petriho miska úniku zamezí, proto se aktivita zvyšuje.
OK?
A výpočty z 2. úkolu kolik gramů páleného vápna.....vůbec se nevyznám, které výpočty to jsou...moc se omlouvám a děkuji....
U(238,92) = X + α
https://cs.wikipedia.org/wiki/Uran_(prvek%29)
238 = A + 4
92 = Z + 2
A=234
Z=90
X(234,90)=Th(234,90); thorium