Konsep dalam Definisi ABC

Superskrip di sebelah kiri (¹⁸SALAH SATU, ²H, ¹⁵N) mengacu pada nomor massa atom dan mewakili jumlah total jumlah proton dan neutron. Contoh isotop adalah hidrogen, dicerminkan oleh huruf H, dan isotopnya adalah protium (¹H), deuterium (²H) dan tritium (³H), menggambarkan bahwa masing-masing memiliki 1 atau 2 lebih banyak neutron daripada yang pertama.

Klasifikasi isotop

Menurut stabilitas inti isotop, ini diklasifikasikan sebagai stabil dan radioaktif.

radioaktif: Mereka juga disebut isotop tidak stabil, mereka memiliki sifat berubah dari satu isotop ke yang lain dengan peluruhan atau disintegrasi intinya, memancarkan

Energi dalam bentuk radioaktivitas dengan kemajuan transformasi. Dalam kasus contoh isotop hidrogen, isotop radioaktifnya adalah tritium. ³H, yang dapat meluruh dan berubah menjadi helium 3 (³Dia). Tapi itu bukan satu-satunya isotop radioaktif, masih banyak lagi.

stabil: Untuk bagian mereka, isotop stabil memiliki nukleus yang tidak meluruh ke yang lain pada skala waktu geologis; yang berarti bahwa mereka tidak berubah menjadi isotop lain. Mereka dapat ditemukan di sebagian besar senyawa. Mereka memiliki berat molekul rendah dan perbedaan massa yang relatif besar.

Mereka adalah elemen yang sangat melimpah di alam dan ditemukan dalam keadaan oksidasi yang berbeda, membentuk berbagai jenis ikatan kimia. Demikian juga, mereka dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, ringan dan berat.

Misalnya, isotop stabil hidrogen adalah protium (¹H) dan deuterium (²H). Yang terakhir adalah yang berat dan yang pertama adalah yang ringan.

Kelimpahannya tidak merata, tergantung pada proses yang terjadi, hal ini akan menentukan apakah ada isotop ringan yang lebih stabil atau isotop berat yang lebih stabil, yang memiliki satu atau dua neutron ekstra relatif terhadap proton dan dapat dihasilkan dari peluruhan radioaktif isotop radioaktif.

fraksinasi isotop

Perbedaan kelimpahan antara isotop berat dan ringan disebabkan oleh proses alami dan terdapat dalam senyawa yang diperoleh. mulai dari reaksi kimia, proses fisika, biologi, metabolisme dan geokimia, dimana mereka berpartisipasi secara bebas, dan bergantung pada perbedaan dalam kecepatan reaksi setiap.

Proses yang terjadi dan kelimpahan satu atau lainnya bergantung pada ikatan kimia dan gaya tarik menarik atom, yang lebih besar dalam kasus isotop berat, yang mengurangi kecepatan reaksi karena dibutuhkan lebih banyak energi untuk memutuskan ikatan.

Distribusi yang tidak sama antara sumber sumber dan produk reaksinya disebut fraksinasi isotop, dan mengacu pada cara di mana isotop didistribusikan antara satu zat dan zat lain atau fase yang berbeda dari yang sama zat.

Pentingnya fraksinasi isotop adalah karena variasi yang diberikannya dalam rasio isotop stabil dari berbagai kelompok elemen dan sinyal isotop yang dihasilkannya yang dapat menunjukkan apakah ada atau seberapa besar proses tertentu yang terjadi dalam siklus suatu elemen spesifik.

Akibatnya, produk reaksi yang mengalami fraksinasi isotop menunjukkan a komposisi isotop unik yang berfungsi untuk mengidentifikasi sumber dari mana asalnya atau proses dimana Aku lolos.

Contoh fraksinasi adalah proses penguapan air di lautan, di mana air yang menguap membawa pergi isotop cahaya dalam uap sebagai ¹H₂¹⁶SALAH SATU; dan meninggalkan air laut sebagai isotop berat air sebagai ¹H₂¹⁸atau dan ¹H₂H¹⁶SALAH SATU. Dalam hal ini, 18O adalah isotop oksigen berat dan 16O adalah isotop ringan.

Sekarang, fraksinasi isotop terjadi oleh dua proses yang berbeda, Keseimbangan kesetimbangan isotop kimia dan kinetika isotop.

Kesetimbangan isotop kimia

Pada proses ini reaksi yang terjadi menukarkan isotop mencakup redistribusi isotop dari unsur yang sama melalui berbagai spesies dalam suatu sistem yang tertutup dan homogen.

Kesetimbangan Isotop Kinetik

Dalam hal ini proses menyiratkan bahwa laju reaksi di kedua arah isotop tertentu adalah sama, tetapi tidak menyiratkan bahwa komposisi isotop dari dua senyawa pada kesetimbangan adalah sama, hal ini mengacu pada fakta bahwa hubungan yang ada antara dua isotop yang berbeda dalam setiap senyawa adalah konstan pada titik tertentu. suhu.

Sepanjang reaksi yang terjadi untuk mencapai kesetimbangan, isotop terberat dengan bilangan oksidasi tertinggi terakumulasi secara istimewa.

Contoh kesetimbangan isotop adalah yang terjadi dalam proses fisik reversibel dari kondensasi dan penguapan air:

H₂¹⁶SALAH SATU_{(uap air)} + H₂¹⁸SALAH SATU_(cairan) H₂¹⁸SALAH SATU_{(uap air)} + H₂¹⁶SALAH SATU_(cairan)

Perbedaan yang diberikan dalam komposisi isotop akhir yang dihasilkan oleh fraksinasi isotop dapat ditentukan dengan menggunakan a spektrometer massa dengan membandingkan dengan sampel nilai standar dan mencatat perbedaannya sebagai pengayaan atau penipisan isotop yang diinginkan dan dilaporkan menggunakan tiga parameter: faktor fraksinasi (α), perbedaan isotop atau pengayaan isotop (ε) dan diskriminasi isotop (δ).

Faktor fraksinasi (α)

Faktor fraksinasi sesuai dengan distribusi isotop stabil antara dua fase hidup berdampingan, satu menjadi A dan lainnya B, dan dinyatakan sebagai hasil bagi jumlah isotop berat yang ada dalam fase cair dibagi dengan jumlah isotop berat dalam fase gas, seperti yang ditunjukkan berikut ini persamaan:

α ^PX = (R)_SEBUAH / (R)_B. (1)

Dimana R adalah jumlah isotop berat (^PX) dibagi dengan jumlah isotop cahaya (^LX), berdasarkan fase yang ditunjukkan oleh subscript, dinyatakan dengan hubungan berikut:

R = ^PX / ^Lx(2)

Perbedaan isotop atau pengayaan isotop (ε)

Ini direpresentasikan sebagai faktor fraksinasi dikurangi 1, dalam bagian per seribu (‰), diberikan oleh persamaan berikut:

ε ^PX A- B = (α-1) x 1000‰ (3)

Diskriminasi isotop ()

Diperkirakan dengan membuat hasil bagi antara jumlah isotop berat dalam sampel, dibagi dengan jumlah isotop berat yang ada dalam standar, yang merupakan bahan yang diambil sebagai acuan untuk nilai isotop berat, dikurangi 1, sehingga frekuensi yang diperoleh dari sampel yang berbeda dapat dibandingkan.

Ini dinyatakan dalam bagian per seribu (‰) untuk memudahkan perhitungan. ekspresi dari hasil, seperti yang ditunjukkan pada persamaan berikut:

δ ^PX_Sampel = {[(R)_Sampel / (R)_standar]-1} x 1000‰ (4)

Dimana R adalah jumlah isotop berat (^PX) antara jumlah cahaya (^LX), baik dalam sampel maupun dalam standar.

Penting untuk diklarifikasi bahwa fraksinasi isotop yang diberikan antara dua fase bertindak berdasarkan suhu, sehingga menghasilkan variasi dalam hubungan yang disebutkan di atas, terutama dalam diskriminasi isotop, yang merupakan yang terakhir dijelaskan.