Изотопное фракционирование

Фракционирование изотопов описывает процессы фракционирования , которые влияют на относительное содержание изотопов, явления, которые используются в изотопной геохимии и других областях. Обычно основное внимание уделяется стабильным изотопам одного и того же элемента. Изотопное фракционирование можно измерить с помощью изотопного анализа , используя масс-спектрометрию изотопного соотношения или полостную кольцевую спектроскопию для измерения соотношений изотопов , что является важным инструментом для понимания геохимических и биологических систем. Например, биохимические процессы вызывают изменения в соотношении стабильных изотопов углерода, включенных в биомассу.

Определение

Распределение стабильных изотопов между двумя веществами A и B можно выразить с помощью коэффициента изотопного фракционирования (альфа):

α A-B = R A /R B

где R — соотношение тяжелого и легкого изотопа (например, ²ЧАС/ ¹Ч или ¹⁸Т/ ¹⁶О). Значения альфа, как правило, очень близки к 1. ^[1]^[2]

Типы

Существует четыре типа фракционирования изотопов (из которых первые два обычно являются наиболее важными): равновесное фракционирование , кинетическое фракционирование , независимое от массы фракционирование (или независимое от массы фракционирование) и переходное кинетическое фракционирование изотопов .

Пример

Фракционирование изотопов происходит во время фазового перехода , когда изменяется соотношение легких и тяжелых изотопов в участвующих молекулах. Когда водяной пар конденсируется ( равновесное фракционирование ), более тяжелые изотопы воды ( ¹⁸О и ²H) обогащаются в жидкой фазе, в то время как более легкие изотопы ( ¹⁶О и ¹H) стремятся к паровой фазе. ^[1]

См. также

Разделение изотопов

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Кэрол Кендалл (2004). «Основы геохимии стабильных изотопов» . Геологическая служба США . Проверено 10 апреля 2014 г.
^ МакГлинн, Шон Э.; «Фракционирование биологических изотопов и история Земли: от ферментов к клеткам и экосистемам», стр. 59–79 в«Металлы, микробы и минералы: биогеохимическая сторона жизни» (2021), стр. xiv + 341.Вальтер де Грюйтер, Берлин.Редакторы Кронек, Питер М.Х. и Соса Торрес, Марта. DOI 10.1515/9783110589771-003

Литература

Фор Г., Mensing TM (2004), Изотопы: принципы и приложения ( John Wiley & Sons ).
Хофс Дж., 2004. Геохимия стабильных изотопов ( Springer Verlag ).
Шарп З., 2006. Принципы геохимии стабильных изотопов ( Прентис Холл ).

[USGS-1] Перейти обратно: ^а ^б Кэрол Кендалл (2004). «Основы геохимии стабильных изотопов» . Геологическая служба США . Проверено 10 апреля 2014 г.

[2] МакГлинн, Шон Э.; «Фракционирование биологических изотопов и история Земли: от ферментов к клеткам и экосистемам», стр. 59–79 в«Металлы, микробы и минералы: биогеохимическая сторона жизни» (2021), стр. xiv + 341.Вальтер де Грюйтер, Берлин.Редакторы Кронек, Питер М.Х. и Соса Торрес, Марта. DOI 10.1515/9783110589771-003

[1]

[2]