Determinação do peso atômico do oxigênio na atmosfera.

Professora Rebecca A.

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Respondeu há 1 semana

Explicação didática:

Oxigênio tem três isótopos naturais: O-16, O-17 e O-18. O número após o "O" indica o número de nêutrons no núcleo do átomo de oxigênio. O-16 é o mais comum, seguido por O-18 e depois por O-17. Imagine que os átomos de oxigênio são como peças diferentes que você tem em uma caixa. Alguns dessas peças são mais leves (O-16), outras são um pouco mais pesados (O-18) e algumas são intermediários (O-17). Ou seja, cada isótopo tem um peso atômico diferente, que é a média ponderada das massas atômicas de cada isótopo, ponderada pela sua abundância natural. A IUPAC mantém os valores dos pesos atômicos padrão. Para o oxigênio, esses são:

O-16: 15.999 em unidades de massa atômica (u).

O-17: 16.999 em unidades de massa atômica (u).

O-18: 17.999, em unidades de massa atômica (u).

Quando olhamos para a atmosfera, vemos uma mistura isotopos de oxigênio. Mas não é sempre a mesma quantidade de cada tipo. A proporção de cada isótopo varia dependendo de fatores como altitude, temperatura e processos de troca de massa na biosfera, hidrosfera e litosfera. Dessa forma, os cientistas coletam amostras de gases atmosféricos em diferentes locais e altitudes para determinar a proporção dos isótopos de oxigênio. Em seguida, as amostras são analisadas em laboratório usando técnicas como espectrometria de massa. Isso permite determinar a proporção dos isótopos O-16, O-17 e O-18 na amostra.

Com base nos resultados da análise isotópica e nos pesos atômicos conhecidos, é possível calcular o peso atômico médio do oxigênio na amostra. Isso é feito usando a fórmula:

Peso Atômico Médio=(X16×Peso Atômico do O-16)+(X17×Peso Atômico do O-17)+(X18×Peso Atômico do O-18)

Onde X16, X17 e X18 são as frações molares dos isótopos O-16, O-17 e O-18, respectivamente, na amostra.

Professora Havila S.

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Respondeu há 1 semana

Olá,

O oxigênio, presente em abundância na atmosfera terrestre, é composto por três isótopos estáveis: oxigênio-16 (¹?O), oxigênio-17 (¹?O) e oxigênio-18 (¹?O). A IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada) define a mistura isotópica do oxigênio na atmosfera através de uma metodologia rigorosa, como um detetive desvendando um enigma. Vamos entender esse processo passo a passo.

1. Coleta de Amostras: 

• Ar atmosférico: A primeira etapa é coletar amostras de ar atmosférico em diferentes locais e altitudes.
• Purificação: As amostras de ar são purificadas para remover impurezas e outros gases, garantindo a pureza do oxigênio para análise.

2. Separação Isotópica:

• Espectrometria de Massa: A técnica de espectrometria de massa é utilizada para separar os isótopos do oxigênio.
• Íons: As moléculas de oxigênio são ionizadas e aceleradas em um campo elétrico.
• Trajetória: A trajetória dos íons depende da sua massa, permitindo a separação dos isótopos ¹?O, ¹?O e ¹?O.
• Detecção: Os isótopos separados são detectados e quantificados com alta precisão.

3. Cálculo da Mistura Isotópica: 

• Abundância relativa: A abundância relativa de cada isótopo é determinada pela razão entre a quantidade do isótopo e a quantidade total de oxigênio na amostra.
• Fórmula:

Abundância relativa (%) = (Quantidade do isótopo / Quantidade total de oxigênio) x 100%

• Mistura isotópica: A mistura isotópica do oxigênio é definida pelas abundâncias relativas dos três isótopos: ¹?O, ¹?O e ¹?O.

4. Padrões de Referência: A Bússola da IUPAC

• SMOW (Standard Mean Ocean Water): A IUPAC define o SMOW como o padrão de referência para a mistura isotópica do oxigênio.
• Comparação: As abundâncias relativas dos isótopos na amostra são comparadas com as do SMOW para determinar a composição isotópica do oxigênio na atmosfera.

5. Aplicações: 

• Paleoclima: A análise da mistura isotópica do oxigênio em registros geológicos, como sedimentos oceânicos e gelo glacial, fornece informações sobre o clima do passado.
• Hidrologia: A mistura isotópica do oxigênio pode ser utilizada para rastrear a origem da água, como águas subterrâneas, rios e lagos.
• Autenticação de produtos: A análise isotópica do oxigênio pode ser utilizada para autenticar produtos, como vinhos e azeite de oliva, verificando sua origem e qualidade.

6. Considerações Importantes:

• A precisão da análise isotópica do oxigênio depende da qualidade das amostras, da metodologia utilizada e da calibração dos instrumentos.
• A interpretação dos resultados isotópicos deve ser feita por especialistas considerando o contexto geológico, ambiental e histórico da amostra.

Lembre-se:

• A mistura isotópica do oxigênio é uma ferramenta poderosa para investigar diversos processos na Terra, desde o clima do passado até a origem da água e a autenticidade de produtos.
• A IUPAC define padrões rigorosos para a análise isotópica do oxigênio, garantindo a confiabilidade e comparabilidade dos resultados em todo o mundo.

Professor Felipe O.

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Respondeu há 1 semana

Olá,
O cálculo do peso atômico do oxigênio na atmosfera é baseado na média ponderada dos isótopos dos elementos. Experimentos recentes de espectroscopia de massa atômica revisados e reportados pela IUPAC indicam que a proporção dos isótopos 16, 17 e 18 de oxigênio na atmosfera é: 16 - O: 99.757% 17 - O: 0.038% 18 - O: 0.205%, respectivamente.

Sendo assim, o peso atômico do oxigênio com base nas abundâncias e nas massas dos isótopos é:

[99.757*15.99491461957 u + 0.038*16.99913175650 u + 0.205*17.99915961286 u]/100 = 15.9994049243 u