Begrepp i definition ABC

Den upphöjda texten till vänster (¹⁸ANTINGEN, ²H, ¹⁵N) hänvisar till atomens massatal och representerar summan av antalet protoner och neutroner. Ett exempel på isotoper är de av väte, som reflekteras av bokstaven H, och dess isotoper är protium (¹H), deuterium (²H) och tritium (³H), vilket illustrerar att var och en har 1 eller 2 fler neutroner än den första.

Klassificering av isotoper

Enligt stabiliteten hos isotopernas kärna klassificeras dessa som stabila och radioaktiva.

radioaktiv: De kallas också instabila isotoper, de har egenskapen att omvandlas från en isotop till en annan genom att dess kärna sönderfaller eller sönderfaller, avger

Energi i form av radioaktivitet med omvandlingens framsteg. I fallet med väteisotopexemplet är dess radioaktiva isotop tritium. ³H, som kan sönderfalla och omvandlas till helium 3 (³Han). Men det är inte den enda radioaktiva isotopen, det finns många fler.

stabil: För sin del har stabila isotoper en kärna som inte sönderfaller till andra på den geologiska tidsskalan; vilket gör att de inte omvandlas till andra isotoper. De finns i de flesta föreningar. De har låg molekylvikt och relativt stor massaskillnad.

De är mycket rikliga grundämnen i naturen och finns i olika oxidationstillstånd och bildar olika typer av kemiska bindningar. Likaså kan de delas in i två typer, lätta och tunga.

Till exempel är de stabila isotoper av väte protium (¹H) och deuterium (²H). Den senare är den tunga och den förra den lätta.

Dess överflöd är ojämlikt, det beror på processen som sker, detta kommer att avgöra om det finns mer stabila lätta eller stabilare tunga isotoper, som har en eller två extra neutroner i förhållande till protoner och kan genereras från radioaktivt sönderfall av isotoper radioaktiv.

isotopfraktionering

Skillnaden i överflöd mellan tunga och lätta isotoper beror på naturliga processer och finns i de föreningar som erhålls. med utgångspunkt från kemiska reaktioner, fysikaliska, biologiska, metaboliska och geokemiska processer, där de deltar fritt och är beroende av skillnad i reaktionshastighet varje.

De processer som sker och förekomsten av den ena eller den andra beror på de kemiska bindningarna och atomernas attraktionskrafter, vilket är större när det gäller tunga isotoper, vilket minskar deras fart reaktion eftersom det tar mer energi att bryta bindningarna.

En given ojämn fördelning mellan en källkälla och dess reaktionsprodukter kallas isotopfraktionering, och hänvisar till det sätt på vilket isotoper är fördelade mellan ett ämne och ett annat eller olika faser av detsamma ämne.

Vikten av isotopfraktionering beror på variationen den ger i förhållandet mellan stabila isotoper av olika grupper av element och den isotopsignal som den genererar som kan indikera om det finns eller i vilken omfattning en viss process ägde rum inom ett elements cykel specifik.

Följaktligen uppvisar produkterna av reaktioner som genomgår isotopfraktionering en unik isotopsammansättning som tjänar till att identifiera källan från vilken den kommer eller processerna genom vilka Jag skippar.

Ett exempel på fraktionering är processen för avdunstning av vatten i haven, där det förångande vattnet för bort de lätta isotoperna i ångan som ¹H₂¹⁶ANTINGEN; och lämnar i havsvattnet vattnets tunga isotoper som ¹H₂¹⁸eller och ¹H₂H¹⁶ANTINGEN. I det här fallet är 18O den tunga isotopen av syre och 16O är den lätta isotopen.

Nu sker isotopfraktionering genom två olika processer, Balans kemisk isotop och kinetisk isotopjämvikt.

Kemisk isotopjämvikt

I denna process de reaktioner som uppstår utbyta isotoper omsluter omfördelningen av isotoper av samma grundämne genom olika arter inom ett system som är slutet och homogent.

Kinetisk isotopjämvikt

I detta fall innebär processen att reaktionshastigheten i båda riktningarna för en viss isotop är densamma, men det innebär inte att isotopkompositionerna av två föreningar i jämvikt är lika, hänvisar det till det faktum att förhållandena som finns mellan två olika isotoper i varje förening är konstanta vid en viss temperatur.

Under de reaktioner som sker för att nå jämvikt ackumuleras företrädesvis den tyngsta isotopen med det högsta oxidationstillståndet.

Ett exempel på isotopisk jämvikt är den som sker i den reversibla fysiska processen av kondensation och vattenavdunstning:

H₂¹⁶ANTINGEN_(ånga) + H₂¹⁸ANTINGEN_(flytande) ⇔H₂¹⁸ANTINGEN_(ånga) + H₂¹⁶ANTINGEN_(flytande)

De givna skillnaderna i den slutliga isotopsammansättningen som genereras genom isotopfraktionering kan bestämmas med hjälp av en masspektrometer genom att jämföra med ett standardvärdesprov och notera skillnaden som en anrikning eller utarmning av isotop av intresse och rapporteras med hjälp av tre parametrar: fraktioneringsfaktorn (α), isotopskillnad eller anrikning isotop (ε) och diskriminering isotop (5).

Fraktioneringsfaktor (α)

Fraktioneringsfaktorn motsvarar fördelningen av stabila isotoper mellan två samexisterande faser, den ena är A och den andra B, och uttrycks som kvoten av mängden tung isotop som finns i vätskefasen dividerat med mängden tung isotop i gasfasen, som visas i följande ekvation:

α ^PX = (R)_A / (R)_B. (1)

Där R är mängden tung isotop (^PX) dividerat med mängden ljusisotop (^LX), baserat på den fas som indikeras av nedskrivningen, uttryckt med följande förhållande:

R= ^PX / ^Lx(2)

Isotopisk skillnad eller isotopberikning (ε)

Detta representeras som fraktioneringsfaktorn minus 1, i promille (‰), givet av följande ekvation:

ε ^PX A- B = (α-1) x 1000‰ (3)

Isotopisk diskriminering (δ)

Det uppskattas genom att göra en kvot mellan mängden av den tunga isotopen i provet, dividerad med mängden av den tunga isotopen som finns i standarden, vilket är material som tas som referens för värdet på den tunga isotopen, subtrahera 1, så att frekvenserna som erhålls från olika prover är jämförbara.

Det uttrycks i promille (‰) för att underlätta beräkningen. uttryck av resultaten, som visas i följande ekvation:

δ ^PX_prov = {[(R)_prov / (R)_standard-]-1} x 1000‰ (4)

Där R är mängden tung isotop (^PX) mellan mängden ljus (^LX), både i provet och i standarden.

Det är viktigt att klargöra att den isotopiska fraktioneringen som ges mellan två faser verkar baserat på temperaturen, och därmed genererar variationer i de tidigare nämnda förhållandena, särskilt i isotopdiskriminering, som var den sista förklarade.