Anexo:Isótopos de potasio
El potasio (K) posee veinticuatro isótopos que abarcan el rango comprendido entre el 32K y el 56K. Entre ellos, se encuentran tres isótopos naturales de los cuales dos son isótopos estables (39K y 41K) y uno es un radioisótopo con un largo período de semidesintegración (40K). Sus abundancias naturales son 93,3%, 6,7% y 0,012%, respectivamente.
El radioisótopo 40K, que se encuentra en la naturaleza, se desintegra el 10,72% de las veces generando 40Ar estable mediante captura electrónica o emisión de positrones (originando el núclido emisor de positrones con mayor período de semidesintegración conocido). De manera alternativa, la mayor parte de las veces (89,28%), la desintegración tiene lugar a través de desintegración beta generando 40Ca estable. El 40K posee un período de semidesintegración de 1,248·109 años. Este elevado valor se debe a la presencia de una transición prohibida por espín, ya que el 40K posee un número cuántico de espín nuclear igual a 4, mientras que los isótopos generados por la desintegración poseen números cuánticos de espín nulos.
El 40K está presente en el potasio natural y, por tanto, en diversas sales de potasio comerciales, en una cantidad tal como para que grandes recipientes que contengan estas sales pueden utilizarse como fuentes de radiación en demostraciones escolares. En animales y personas saludables, el 40K representa la principal fuente de radiación presente en el organismo, por delante del 14C. En un cuerpo humano medio de 70 kg de masa, hay alrededor de 4.400 núcleos de 40K desintegrándose cada segundo.[1]
La desintegración del 40K para generar 40Ar se utiliza como método de datación geológica. El método convencional de datación potasio-argón depende de la asunción de que las rocas no contenían argón cuando se formaron y que todo el subsiguiente argón radiogénico (40Ar) ha quedado cuantitativamente retenido en la matriz rocosa. Los minerales son datados mediante la medición de la concentración de potasio y la cantidad de 40Ar radiogénico que se ha acumulado. El resto de radioisótopos de potasio presentan períodos de semidesintegración inferiores a un día, siendo casi todos inferiores a un minuto. Los más inestables son el 33K y el 34K, ambos con períodos de semidesintegración inferiores a los 25 ns. El período de semidesintegración del 32K no se conoce.
Aparte de su uso para la datación geológica, el 40K también se emplea a menudo como trazador radiactivo en estudios climatológicos. Algunos radioisótopos de potasio también se han usado en estudios ecológicos sobre los ciclos de los nutrientes, pues el potasio es un macronutriente necesario para la vida.
Tabla de isótopos
editar| Símbolo del isótopo |
Z(p) | N(n) | Masa del isótopo (u) |
Período de semidesintegración |
Desintegración[2][n 1] | Isótopo generado[n 2] |
Espín nuclear |
Composición isotópica representativa (fracción molar) |
Rango de variación natural (fracción molar) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energía de excitación | |||||||||
| 32K | 19 | 13 | 32.02192(54)# | desconocido | p | 31Ar | +1# | ||
| 32mK | 950(100)# keV | desconocido | +4# | ||||||
| 33K | 19 | 14 | 33.00726(21)# | <25 ns | p | 32Ar | (+3/2)# | ||
| 34K | 19 | 15 | 33.99841(32)# | <25 ns | p | 33Ar | +1# | ||
| 35K | 19 | 16 | 34.988010(21) | 178(8) ms | ß+ (99.63%) | 35Ar | +3/2 | ||
| ß+, p (0.37%) | 34Cl | ||||||||
| 36K | 19 | 17 | 35.981292(8) | 342(2) ms | ß+ (99.94%) | 36Ar | +2 | ||
| ß+, p (0.048%) | 35Cl | ||||||||
| ß+, α (0.012%) | 32S | ||||||||
| 37K | 19 | 18 | 36.97337589(10) | 1.226(7) s | ß+ | 37Ar | +3/2 | ||
| 38K | 19 | 19 | 37.9690812(5) | 7.636(18) min | ß+ | 38Ar | +3 | ||
| 38m1K | 130.50(28) keV | 924.2(3) ms | 0 | ||||||
| 38m2K | 3458.0(2) keV | 21.98(11) µs | (+5,+7) | ||||||
| 39K | 19 | 20 | 38.96370668(20) | Estable | +3/2 | 0.932581(44) | |||
| 40K[n 3][n 4] | 19 | 21 | 39.96399848(21) | 1.248(3)·109 a | ß- (89.28%) | 40Ca | +4 | 1.17(1)·10-4 | |
| CE (10.72%) | 40Ar | ||||||||
| ß+ (0.001%)[3] | 40Ar | ||||||||
| 40mK | 1643.639(11) keV | 336(12) ns | 0 | ||||||
| 41K | 19 | 22 | 40.96182576(21) | Estable | +3/2 | 0.067302(44) | |||
| 42K | 19 | 23 | 41.96240281(24) | 12.360(12) h | ß- | 42Ca | 2- | ||
| 43K | 19 | 24 | 42.960716(10) | 22.3(1) h | ß- | 43Ca | +3/2 | ||
| 44K | 19 | 25 | 43.96156(4) | 22.13(19) min | ß- | 44Ca | -2 | ||
| 45K | 19 | 26 | 44.960699(11) | 17.3(6) min | ß- | 45Ca | +3/2 | ||
| 46K | 19 | 27 | 45.961977(17) | 105(10) s | ß- | 46Ca | (-2) | ||
| 47K | 19 | 28 | 46.961678(9) | 17.50(24) s | ß- | 47Ca | +1/2 | ||
| 48K | 19 | 29 | 47.965514(26) | 6.8(2) s | ß- (98.86%) | 48Ca | (-2) | ||
| ß+, n (1.14%) | 47Ca | ||||||||
| 49K | 19 | 30 | 48.96745(8) | 1.26(5) s | ß-, n (86%) | 48Ca | (+3/2) | ||
| ß- (14%) | 49Ca | ||||||||
| 50K | 19 | 31 | 49.97278(30) | 472(4) ms | ß- (71%) | 50Ca | (0,-1/2) | ||
| ß-, n (29%) | 49Ca | ||||||||
| 51K | 19 | 32 | 50.97638(54)# | 365(5) ms | ß- (53%) | 51Ca | +3/2# | ||
| ß-, n (47%) | 50Ca | ||||||||
| 52K | 19 | 33 | 51.98261(75)# | 105(5) ms | ß-, n (64%) | 51Ca | (-2)# | ||
| ß-, 2n (21%) | 50Ca | ||||||||
| ß- (15%) | 52Ca | ||||||||
| 53K | 19 | 34 | 52.98712(75)# | 30(5) ms | ß-, n (67%) | 52Ca | (+3/2)# | ||
| ß-, 2n (17%) | 51Ca | ||||||||
| ß- (16%) | 53Ca | ||||||||
| 54K | 19 | 35 | 53.99420(97)# | 10(5) ms | ß- (>99.9%) | 54Ca | -2# | ||
| ß-, n (<0.1%) | 53Ca | ||||||||
| 55K | 19 | 36 | 54.99971(107)# | 3# ms | ß- | 55Ca | +3/2# | ||
| ß-, n | 54Ca | ||||||||
- ↑ Abreviaturas:
p: Emisión de protones
n: Emisión de neutrones
CE: Captura electrónica
- ↑ En negrita los isótopos estables, en negrita cursiva isótopos prácticamente estables (sus períodos de semidesintegración son mayores que la edad del universo).
- ↑ Utilizado en datación potasio-argón.
- ↑ Radionúclido primordial.
Notas
editar- Los valores marcados con # no se han obtenido a partir de datos puramente experimentales, sino que en parte se han deducido de las tendencias sistemáticas observadas. Los valores de espín que han sido asignados con una certeza baja se indican entre paréntesis.
- Las incertidumbres se han indicado de forma concisa entre paréntesis detrás de los últimos dígitos correspondientes. Los valores de incertidumbre indicados se corresponden a una vez la desviación estándar, excepto para la composición isotópica y la masa atómica estándar que se han obtenido de la IUPAC, que expresa las incertidumbres en forma expandida.
Referencias
editar- ↑ Harvard University (ed.). «Radioactive Human Body». Consultado el 9 de octubre de 2015.
- ↑ European Atomic Energy Community (ed.). «Nucleonica». Consultado el 5 de agosto de 2011.
- ↑ Engelkemeir, D. W.; Flynn, K. F.; Glendenin, L. E. (1962). «Positron Emission in the Decay of K40». Physical Review 126 (5): 1818. doi:10.1103/PhysRev.126.1818.
- Masas isotópicas tomadas de Audi, G.; Wapstra, A. H.; Thibault, C. (2003). «The Ame2003 Atomic mass evaluation (II)». Nuclear Physics A 729: 337-676. Consultado el 5 de agosto de 2011.
- Composiciones isotópicas y masas atómicas estandarizadas tomadas de:
- de Laeter, J. R.; Böhlke, J. K.; de Bièvre, P.; Hidaka, H.; Peiser, H. S.; Rosman, K. J. R.; Taylor, P. D. P. (2003). «Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 75 (6): 683-800. doi:10.1351/pac200375060683. Consultado el 5 de agosto de 2011.
- Wieser, M. E. (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 78 (11): 2051-2066. Consultado el 5 de agosto de 2011.
- Datos de períodos de semidesintegración, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes:
- Audi, G.; Wapstra, A. H.; Thibault, C.; Blachot, C.; Bersillon, O. (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Consultado el 5 de agosto de 2011.
- Brookhaven National Laboratory (ed.). «National Nuclear Data Center». Consultado el 5 de agosto de 2011.
- Holden, N. E. «11». CRC Handbook of chemistry and physics (85ª edición edición). ISBN 978-0849304859.
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