5/25/2018 Isotopos y Aplicaciones

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ISOTOPOS Y APLICACIONES

Todos los tomos de un elemento qumico tienen el mismo nmero de protones, pero pueden diferenciarse en el

nmero de neutrones. Se llaman Istoposlos tomos que tienen el mismo nmero de protones y se diferencian en el

nmero de neutrones. Por tanto, presentan el mismo nmero atmico (Z) y diferente nmero msico (A).

Los istopos tienen masa diferente, ya que tienen distinto nmero de neutrones.

Para nombrarlos se indica su nombre seguido de su nmero msico; por ejemplo, sodio-23 (Na-23).Aqu te presentamos algunos Istopos y sus aplicaciones

Deuterio 2H: se usa como rastreador para estudiar reacciones qumicas o rutas metablicas (ya que puede sustituir unhidrgeno y puedes seguirlo para ver a donde va esa molcula o que va a hacer), en resonancia magntica (para

estudiar estructuras moleculares) o para una hipottica fusin fra (imitando las reacciones que se producen en el Sol)que parece inviable de conseguir hoy en da por grandes dificultades tecnolgicas.Otra aplicacin interesante es el estudio de la temperatura de la Tierra a lo largo de toda su historia midiendo lacantidad de deuterio que ha quedado atrapado en el hielo de la Antrtida.

Tritio 3H: El tritio tiene aplicaciones mdicas como rastreador ya que al descomponerse, como hemos visto, emiteelectrones de baja energa pero no rayos (que es un tipo de radiacin mucho ms peligrosa) .La bomba de hidrgeno

es en realidad bomba de tritio. El carbono-13 13C:Los compuestos enriquecidos de 13C se usan en estudios de procesos metablicos por medio de la

espectrometra de masas. El carbono-14 14C: El mtodo de datacin por radiocarbono es la tcnica basada en istopos ms fiable para conocer la

edad de muestras orgnicas de menos de 60.000 aos. 99Tc:Puede usarse para identificar vasos sanguneos bloqueados. Oro-198 198Au: Se aplica en inyecciones, para zonas

cancerosas. Radioyodo I-131:Se usa como un tratamiento para la excesiva actividad de la glndula tiroides, una afeccindenominada hipertiroidismo. Cuando se ingiere una pequea dosis de I-131, se absorbe hacia el flujo sanguneo en eltracto gastrointestinal (GI) y se concentra en la sangre por la glndula tiroides, donde comienza a destruir las clulas dela glndula. El Cobalto-60 (60Co): Se usa como elemento traza de cobalto en reacciones qumicas, esterilizacin deequipo mdico, fuente de radiacin para radioterapia mdica para el cncer, fuente de radiacin para radiografaindustrial, fuente de energa.Istopo | Aplicacin |

cobalto-60 | Para el tratamiento del cncer porque emite una radiacin con ms energa que la que emite el radio y es

ms barato que este. |

arsnico-73 | se usa como trazador para estimar la cantidad de arsnico absorbido por el organismo y el arsnico-74 en

la localizacin de tumores cerebrales. |

Bromo-82 | til para hacer estudios en hidrologa, tales como: determinacin de caudales de agua, direcciones de flujo

de agua y tiempos de residencia en aguas superficiales y subterrneas; determinacin de la dinmica de lagos y fugas en

embalses. |

Oro 198 | De gran aplicacin en la industria del petrleo: perforacin de pozos para bsqueda de petrleo, estudios de

recuperacin secundaria de petrleo, que se adelantan en la determinacin de produccin incremental e industria

petroqumica en general. |

Fsforo 32 | es un istopo que emite rayos beta y se usa para diagnosticar y tratar enfermedades relacionadas con los

huesos y con la mdula sea. |

Escandio 46 | aplicable en estudios de sedimentologa y anlisis de suelos. |

Lantano 140 | usado en el estudio del comportamiento de calderas y hornos utilizados en el sector industrial. |

Mercurio 147 | de aplicacin en celdas electrolticas. |

nitrgeno-15 | se emplea a menudo en investigacin mdica y en agricultura. Tambin se emplea habitualmente en

espectroscopia de resonancia magntica nuclear (NMR) |

yodo 131 | Es uno de los radionucleidos involucrados en las pruebas nucleares atmosfricas, que comenzaron en 1945.

Aumenta el riesgo de cncer y posiblemente otras enfermedades del tiroides y aquellas causadas por deficiencias

hormonales tiroideas.

En la actualidad, las aplicaciones que poseen los istopos, tanto si son de tipo radioactivo como istopos estables, son

tan extensas, que debemos limitarnos a citar solamente algunas de las aplicaciones, en ste caso, sobretodo aquellas

que hacen referencia a la qumica inorgnica.Existen aplicaciones tan importantes como por ejemplo el uso de istopos

en la deteccin de fisuras de objetos de metal, a travs de radiografa gamma, usando una radiacin que viene del

istopo Co 60; o tambin el uso de istopos radiactivos para poder realizar el seguimiento de los movimientos de la

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tierra o el petrleo, as como la destruccin de tumores en el cuerpo mediante radiacin con rayos gamma de Co 60 Cs

137; y tambin cabe destacar la utilizacin de istopos en las rutas metablicas tanto en la qumica orgnica o la

bioqumica.

En numerosas de las aplicaciones, los istopos se utilizan como trazadores, donde todos los istopos pertenecientes aun elemento, se consideran equivalentes qumicamente; en otros casos, como por ejemplo en la espectroscopa o lacintica, se usan las pequeas diferencias que existen entre los diferentes istopos de un determinado elemento. El olos usos de los istopos de tipo radiactivo, depende por lo general de la facilidad con la cual se pueden calcularpequeas cantidades de ellos a travs de los equipos y tcnicas modernas; as por ejemplo, para un istopo con una vidamedia de 14 das, el cual emita una radiacin de tipo , se pueden calcular de manera simple una cantidad de 10^-16gramos, lo que determina que el mtodo en cuestin sea un milln de veces ms sensible que otro tipo de ensayo; estoocurre por ejemplo para el istopo del fsforo 32.Con istopos que posean una vida media menor, se pueden calcular cantidades que sean an menores, pero, desdeluego, en el caso de elementos con vida media demasiado corta, es difcil aislar, as como usar el istopocorrespondiente, antes de que ste se convierta en un producto de desintegracin.Existen aplicaciones de tipo analticas, entre las que destacan las determinaciones de solubilidades de sustancias queson ms bien poco solubles, as como sustancias poco voltiles, y el estudio de la formacin de disoluciones slidas y deabsorcin de precipitados. As por ejemplo, la solubilidad del sulfato de estroncio, se ha calculado preparando laactividad existente por gramo de una mezcla de tipo homognea del istopo del sulfato de estroncio 90, midiendo laactividad que tiene el residuo que resta al evaporar una disolucin de tipo saturada de la mezcla, este mtodo se conoce

como anlisis por disolucin isotpica.Otra de las aplicaciones ms utilizadas es la determinacin de edades, para estimar la edad de objetos, vegetales,minerales, etc., basndose en la radiactividad, dependiendo del tiempo que haya pasado desde que la muestra hapasado a examinarse y desde que fue separada del entorno donde se encontr. Esto puede llevarnos a analizar unaespecie que se form durante la desintegracin radiactiva, o tambin en el periodo de actividad residual de un istopoel cual se encontraba aun en el proceso de desintegracin.El primero de los mtodos para determinar edades se puede representar con los estudios realizados con helio.El helioque se encuentra en los minerales de uranio posee su origen, casi con seguridad, en las partculas alfa. Sabemos que ungramo de uranio, si se encuentra en equilibrio con sus productos de desintegracin, produce unos 10^-7 gramos de helioal ao, se manera que si se sabe el contenido de uranio, as como el de helio en un mineral, podemos de manerasencilla, saber la edad de ste.Otro mtodo de determinacin de edades, se realiza con el radiocarbono 14. El carbono 14, se forma en las altas capasde la atmsfera por la accin de la radiacin csmica sobre el istopo de nitrgeno 14, y seguidamente sufre unadesintegracin de tipo beta, transformndose en nitrgeno 14, contando con una vida media de unos 5570 aos.

El carbono que se asla del ciclo del CO2, en los huesos y en la madera, pierde la mitad de su actividad como carbono 14,cada 5570 aos, por lo cual, al comparar la actividad beta especifica con la del carbono que se encuentra an encirculacin, se puede calcular la fecha de aislamiento del carbono del material ha investigar. Debemos suponer, que lavelocidad de formacin del carbono 14, ha sido de tipo constante a lo largo del periodo de tiempo, por lo que el mtodoen s, deja de ser seguro para perodos de tiempo ms altos que la vida media del istopo.Se debe de tener claro que la estabilidad de los tomos depende de la relacin neutrones / protones de su ncleo, es a

esto lo que llamamos istopos, al conjunto de neutrones / protones.

De entre todos sus usos, los isotopos menos estables como puede ser el Uranio enriquecido es usado en la Ingeniera

para producir reacciones controladas en las Centrales Nucleares y producir energa.

En medicina la radiacin de alta energa emitida por el radio fue utilizada durante mucho tiempo en el tratamiento del

cncer. Actualmente se usa el cobalto-60 para el tratamiento del cncer porque emite una radiacin con ms energa

que la que emite el radio y es ms barato que este. En medicina se usa el tratamiento con cobalto-60 para detener

ciertos tipos de cncer con base en la capacidad que tienen los rayos gamma para destruir tejidos cancerosos.

Se usa el istopo radiactivo de plomo-212 para comprobar que los procesos de disolucin y de precipitacin se producena la misma velocidad.

En estudios de qumica orgnica se usan los istopos radiactivos como trazadores o rastreadores (por ejemplo, carbono-

14) para conocer los mecanismos de reacciones complejas como las de la fotosntesis, en la que en varias etapas se van

formando molculas ms complejas.

Las mediciones de la radiactividad se usan para determinar la edad de los minerales y de restos fsiles (datacin). Por

ejemplo, la existencia de nclidos radiactivos naturales sobre la superficie de la Tierra sugiere que sus vidas medias son

comparables con las edades de los minerales en los cuales se encuentran, y estos proporcionan una estimacin de la

edad de la Tierra.

http://es.wikipedia.org/wiki/Heliohttp://es.wikipedia.org/wiki/Heliohttp://es.wikipedia.org/wiki/Heliohttp://es.wikipedia.org/wiki/Helio

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