Водород изотопный состав

Для анализа содержания стабильных изотопов чаще всего используют масс-спектрометры (в случае самых легких элементов, особенно водорода, изотопный состав образца определяют также путем измерения физических свойств, например плотности или теплопроводности некоторые индивидуальные изотопы можно анализировать, пользуясь определенными свойствами ядер, например измеряя ядерное резонансное поглощение). Для анализа с помощью масс-спектрометра исследуемые образцы обычно переводят в газообразную форму. Углерод-13 в большинстве случаев определяют в виде СОг- При анализе содержания 0 образцы также часто переводят в СОг- Этот метод анализа особенно удобен для определения содержания 0 в воде, поскольку в смеси НгО и СОг изотопное равновесие устанавливается довольно быстро (примерно в течение суток). Интересно отметить, что наиболее точное определение содержания радиоактивного С было осуществлено масс-спектрометрическим анализом образцов высокой удельной активности. [c.196]

Протий и дейтерий — стабильные изотопы. Нормальный изотопный состав природных соединений водорода соответствует отношению D Н = 1 6800 (по числу атомов). Тритий — бета-радиоактивен, период полураспада T /2 = 12,26 года [c.273]

Изотопно-модифицированными называют соединения, в которых изотопный состав нуклидов отличается от имеющегося в природе. При написании формул и названий таких соединений изотоп (нуклид), присутствующий в избытке, обозначают символом атома с массовым числом в левом верхнем индексе этого символа, например С (см. с. 23). Для изотопов водорода в соединениях, не модифицированных иными изотопами, приемлемы также символы О и Т в СА вместо них используют й и /. [c.200]

Изотопный состав воды. Вода — продукт соединения двух химических элементов водорода и кислорода. Оба эти элемента имеют несколько изотопов. [c.10]

Для твердого водорода остаточная энтропия при О К обусловливается существованием двух его модификаций пара- и орто-водорода. В связи с этим твердый водород также можно рассматривать как раствор (орто- и пара-водорода), энтропия которого не падает до нуля при О К- Наличие остаточной энтропии у СО (N0, N20) связано с различной ориентацией молекул СО в кристалле (ОС —СО и СО — СО). Так как атомы С и О близки по своим размерам, то эти два вида ориентации в кристалле должны обладать практически одинаковой энергией. Отсюда статистический вес наинизшего энергетического уровня отдельной молекулы равен 2, а для моля кристалла —2 . Поэтому остаточная энтропия СО должна быть величиной порядка / 1п2 = 5,76 Дж/(моль К). Сравнение значений стандартной энтропии СО, вычисленных на основании калориметрических измерений [193,3 Дж/(моль К)) и спектроскопических данных [197,99 Дж/(моль К)1. подтверждает этот вывод. Для твердых веществ, кристаллические решетки которых имеют какие-либо дефекты, 5(0) Ф 0. Значения остаточной энтропии у отдельных веществ, как правило, — небольшие величины по сравнению с 5°(298). Поэтому, если пренебречь остаточной энтропией (т. е. принять условно 5(0) = 0), то это мало повлияет на точность термодинамических расчетов. Кроме того, если учесть, что при термодинамических расчетах оперируем изменением энтропии при протекании процесса, то эти ошибки в значениях энтропии могут взаимно погашаться. Почти каждый химический элемент представляет собой смесь изотопов. Смешение изотопов, как и образование твердых растворов, ведет к появлению остаточной энтропии. Остаточная энтропия связана с ядерными спинами. Если учесть, что при протекании обычных химических реакций не изменяется изотопный состав системы, а также спины ядер, то остаточными составляющими энтропии при вычислении изменения энтропии Д,5 можно пренебречь. [c.265]

Состав и структура. Три изотопа водорода ( Н, р и Т) и три стабильных изотопа кислорода ( 0, О и 0) в различных сочетаниях могут образовывать 18 изотопических разновидностей воды с молекулярными массами от 18 до 24 (Тг О). Так как природные воды содержат Т и О в виде следов, то их изотопный состав характеризуется лишь девятью компонентами (табл. 18), относительное содержание которых близко к содержанию тех 1 ли иных элементов в морской воде. Земные воды состоят из легкой воды, тяжелой воды по кислороду и тяжелой воды по водороду. Обычно под тяжелой водой подразумевают воду состава DaO с молекулярной массой, равной 20. Органолептически ее нельзя отличить от воды обычной, но в физических свойствах имеются некоторые различия (табл. 19). [c.214]

Надо также учитывать изотопный состав элементов обычная вода, например, содержит И,19% водорода, а тяжелая вода — 20 , ). [c.11]

С целью экономии места автор счел возможным не описывать изотопный состав химических элементов, за исключением водорода. В силу специфики химии радиоактивных элементов они выделены в самостоятельную главу. Исключение сделано для технеция, который [c.3]

Назовите изотопы водорода и покажите различие в строении их ядер. Какому соотношению О Н по числу атомов соответствует изотопный состав природных соединений водорода [c.278]

Протий и дейтерий — стабильные изотопы. Нормальный изотопный состав природных соединений водорода соответствует отношению П Н = 1 6800 (по [c.300]

Подробное изучение изотопного состава природных вод было предпринято А. И. Бродским. Установлено, что воды различных больших рек имеют постоянный изотопный состав. Воды же морей и океанов, как правило, содержат пусть чрезвычайно незначительное, но вполне определимое повышенное количество тяжелых изотопов водорода и кислорода. Это объясняется тем, что процессы испарения воды ведут к повышению содержания тяжелых изотопов, так как температура кипения тяжеловодородной и тяжелокислородной воды выше температуры кипения обычной воды (подробнее об этом см. ниже). Разумеется, если бы воды морей и океанов постоянно не разбавлялись речными водами и водами атмосферных осадков, то содержание тяжелых изотопов водорода и кислорода в них постоянно увеличивалось бы. [c.25]

Вариации изотопных отношений кислорода происходят в биосфере преимущественно в" природных водах и связаны с общим круговоротом воды. Изотопный состав кислорода в природных водах изменяется одновременно с изотопным составом водорода, поскольку молекулы воды ООН и ООО, с одной стороны, и Нг О и Нг 0, с другой, обладают одинаковыми физическими свойствами. В природе наблюдается корреляция между изменением изотопного состава водорода и кислорода. Эта корреляция, по Г. Крейгу, определяется отношением 60 = 86 0+10. Графически она может быть выражена прямой Крейга, которая показана на рис. 48. [c.393]

Круговорот природных вод на поверхности Земли может быть сравним с дистилляционной системой, в которой главным резервуаром является океан. Наиболее легкие фракции этой системы представлены атмосферными водами и образованными ими ледниками в полярных районах Арктики и Антарктики. Изотопный состав кислорода снега около Южного полюса определяется значением б 0=—60 %о, водорода oD = —440 %о. Простые вычисления показывают, что если бы все ледники растаяли, то изотопный состав океанической воды изменился бы б Ю на — 1 %о и 60 на — 10 %о. [c.393]

В пользу доказательства эндогенного происхождения У В природных газов. часто используется повышенная концентрация в них гелия и водорода, хотя их присутствие еще не является показателем глубинного источника. Для установления связей газов с конкретными источниками необходимы четкие генетические метки в самих газах. В качестве критериев генезиса газов часто используется их изотопный состав. В табл. 4.3 приведены изотопные характеристики, присущие газам земной коры и мантии. Как видно, приведенные значения для большинства газов не однозначны. [c.192]

Журавлев и сотр. [95] при определении малых количеств воды и гидроксильных групп на поверхности мелкодисперсных твердых тел воспользовались методом дейтерообмена. Пробу обрабатывали тяжелой водой в специально разработанной вакуумной системе. Затем освобождали водород из продуктов обмена и измеряли его изотопный состав с помощью масс-спектрометра. В работе приведены данные об анализе ряда твердых веществ, содержащих воду, доступную для изотопного обмена. В их числе адсорбенты, наполнители, пигменты, некоторые синтетические полимеры и биополимеры. При изучении процесса термической обработки силикагеля в вакууме было показано [96], что в условиях эксперимента происходит удаление и поверхностной, и внутренней влаги, причем количество теряемой силикагелем воды зависит от температуры опыта. [c.505]

Опыты с дейтерием [1] показали, что в этих условиях обмениваются все атомы водорода бензольного кольца. Введенный таким образом дейтерий прочно связан, и изотопный состав совершенно не изменяется при длительном кипячении продукта в не содержащей дейтерия 6 н. соляной кислоте. [c.549]

Исходя из среднего значения, полученного в двух опытах, было найдено, что протий преимущественно внедряется в продукт реакции с коэффициентом разделения, равным 5,42 ( 2%) по отношению к изотопному составу водорода карбоксильной группы уксусной кислоты. Другие опыты показали, что изотопный состав водорода карбоксильной группы уксусной кислоты имеет решающее значение в установлении изотопных отношений атомов водорода, внедряемых при восстановлении. При использовании для восстановления водорода из баллона, не содержащего водорода-Н1 коэффициент разделения незначительно увеличивается до значения 6,03. [c.586]

Изотопный состав газа, десорбированного с поверхности угля, адсорбировавшего сначала легкий водород и затем дейтерий (опыт 15), показан в табл. 1. [c.433]

Изотопный состав газа при десорбции с угля, адсорбировавшего сначала дейтерий и затем легкий водород (опыт 19), показан в табл. 2. [c.433]

Изотопный состав водорода определяли с помощью масс-спектрометра МИ-1311. Абсолютная ошибка в определении изотопного состава газа не превышала 1,5—2,0%. [c.246]

Применив изотоп кислорода 0 , мы подтвердили справедливость этого механизма. Если такая реакция действительно имеет место, то, введя тяжелый изотоп кислорода в молекулу перекиси водорода, следует ожидать появления 0 в конечном продукте реакции — иодате за счет вновь возникаюш,его по реакции 2 иона 107- Дальнейшие сведения о механизме этой реакции дает изотопный состав выделяюш,егося газообразного кислорода, когда изотопный состав исходных перекиси и иодата различны. [c.56]

При разложении перекиси водорода броматом калия мы вводили тяжелый изотоп кислорода в перекись. Бромат и вода имели природный изотопный состав. Опыты с хлоратом калия, меченным 0 , велись в водном растворе перекиси, не содержащей избытка тяжелого изотопа кислорода. [c.57]

Нефти каждого генотипа имеют свою "геохимическую историю", т.е. претерпевают определенные изменения при региональной миграции, при гипергенных и катагенных процессах в залежах. Если унаследованные от ОВ материнских пород структура УВ, изотопный состав углерода, серы и водорода в процессе нормальной геохимической истории нефти коренной перестройке не подвергаются, то товарные качества нефтей (плотность, вязкость, содержание бензинов и т.д.) могут претерпевать существенные изменения. Поэтому для обоснованного прогнозирования состава нефтей должны быть учтены общие закономерности изменения нефтей при региональной миграции их от зон генерации к зонам нефтенакопления, а также распространение зон гипергенно измененных нефтей и наличие катагенно измененных нефтей. [c.183]

Большой интерес представляют различного типа ядерные реакции с участием нейтронов. Нейтроны присутствуют в космическом излучении, образуются в (а, оп ) и (у, о )-реакциях, а также возникают при спонтанном делении урана. Так, нейтроны образуются, если легкие элементы (Ь1, Ве, В, Н, Р, Ма, Mg, А1) бомбардировать а-частицами или частицами, возникающими из естественно-радио-активных элементов, таких, как полоний. Примером такой реакции может служить ранее рассмотренная ядерная реакция Ве (а, о ). Поэтому комбинации Ве — 1) и Ве — ТЬ в соответствующих минералах могут рассматриваться как природные источники нейтронов (например, обогащенные ураном ниоботанталовые минералы, содержащие небольшое количество бериллия). Самой простой реакцией, вызванной нейтронами, является образование дейтерия из водорода [Н (у, о )ОЧ. Она протекает в результате поглощения нейтронов во всех водородсодержащих веществах. Захват нейтронов может изменить изотопный состав нескольких элементов в урано- [c.22]

Элемент представляющий собой комплекс изотопов, обозначается как полиизотоп ный элемент, или э л е м е н т-п л е-яда. Изотопный состав плеяды данного элемента в различных природных процессах практически не изменяется, и эти плеяды имеют вполне определенный состав. Так, плеяда меди на 69 атомов содержит 31 атом Си . Плеяда водорода содержит свои три изотопа также в определенном количественном отношении и т. д. [c.22]

В 1780 г. Кавендиш и Лавуазье установили, что вещество, называемое водой, построено из кислорода и водорода, а в 1805 г. Гей-Люсак и Гумбольдт показали, что молекула воды построена из двух атомов водорода и одного атома кислорода. В 1842 1г. Дюма установил весовое соотношение водорода и кислорода в воде как 2 16. В 1929 г. в связи с открытием изотопов кислорода и водорода был определен изотопный состав воды. В среднем в воде кроме HjO заметно представлены Н2 0 Hi О и HDO в количестве 0,2%, 0,4% и 0,03% соответственно. Таков изотопный состав естественной воды, свойства которой исследуются в эксперименте, если- нет специальной оговорки. [c.8]

На общую тенденцию константы /нн понижаться с увеличением числа промежуточных связей налагаются некоторые специфические эффекты, обусловленные пространственным строением. Анализ спектров ацетильных производных глюкозы, галактозы, ксилозы и арабинозы показал, что спиновое взаимодействие между водородами у соседних атомов углерода при аксиальной ориентации обоих водородов в 2—3 раза больше, чем в том случае, когда один или оба атома водорода ориентированы экваториально [19]. В соответствии с этим протонный спектр С 2-диоксана (естественный изотопный состав равен 1%) был представлен на основании модели А2Х2, в которой константы связи /аэ и /ээ ДЛЯ скошвнной конформации равны 2,7 0,2 гц, тогда как константа связи Jaa диаксиальной транс-связи равна 9,4 0,2 гц [59]. В этом расчете следует учитывать, что данная пара вицинальных водородов находится одинаковое время в каждой из двух конформаций, что позволяет использовать средние значения [c.306]

Большой интерес для выяснения геохимической истории нефтей представляет изотопный состав нефтей, т. е. соотношение в них изотопов углерода, водорода, серы и азота. Наиболее изучены соотношения стабильных изотопов углерода и С, водорода Н (протия) и -U (дейтерия Д), серы и 8, азота N и N. По имеюшимся данным, отношения масс различных изотопов в нефтях составляют С/ С 91—94, Н/Д 3895-4436, 22-22,5, 273—277. [c.234]

Большой интерес для выяснения геохимической истории нефтей представляет изотопный состав нефтей, т е. соотношение в них изотопов углерода, водорода, серы и азота. По имеющимся данным, отгюшение. масс различных изотопов в нефтях составляет / 91-94, Н/Д ( Н/ Н) 3895-4436, - 22-22,5, - 273-277. [c.12]

При 0°С электрич. пров-ть льда 0,4-10 См/м, воды — 1,47- 10 См/м. Их магн. восприимчивость, соотв., 12,683- 10" и 2,937- 10 Вязкость в. при 20°С 1,003 мПа-с. Изотопный состав в. включает 9 устойчивых разновидностей. В природной пресной в. в среднем обычного оксида водорода ( Hj O) — 99,73, Hj O — 0,2 Hj O - 0,04 >Н2Н бО - 0,03% мол. Соотношение Н/ Н в разных в. от 5500 (морская в.) до 9000 (льды). Остальные изотопные разновидности в., а также в., содержащая радиоактивный водород Н (в виде HjO или Т,0), присутствуют в природной в. в ничтожных кол-вах. См. также гидролиз, водородный показатель, минеральные воды, вода тяжелая. water [c.44]

Для того, чтобы окончательно исключить промежуточное образование перекиси водорода при получении персульфата, мы применили метод изотопного разбавления. К электролиту добавлялась перекись водорода с другим изотопным составом кислорода, чем в воде. Если в ходе электролиза образуется перекись водорода из воды, то она должна разбавлять добавленную и изменять ее изотопный состав в направлении приближения к изотопному составу воды. Такое изменение не было обнаружено, несмотря на то, что количество образующегося персульфата во много раз превышало количество перекиси водорода, введенной в электролит. С другой стороны, было найдено, что при добавлении к раствору сульфата 20 г л Н2О2, образование персульфата подавляется и анодный -кислород вначале имеет тот же изотопный состав, как кислород добавлен- [c.18]

В опытах по разложению перекиси водорода в присутствии ВгО<Г и СЮз был определен изотопный состав бромата и хлората калия, выделенных из реакционной среды в условиях, когда разложение Н3О2 не доходило до к нца и часть КВгОз и КСЮ3 сохранялась. В этих реакциях кислород из перс рси водорода не входит в непрореагировавший остаток окси-анионов, откуда следует, что в ходе реакции они не. регенерируются с участием перекиси водорода. Выделяющийся при этом газообразный кислород имеет состав перекиси водорода. Полученные результаты приведены в табл. 2. [c.57]

Возникающие в результате этого на поверхности угля вторичные ОН-группы происходят из перекиси водорода и имеют ее изотопный состав. Следовательно при разном начальном изотопном составе ОН-групи поверхности угля и перекиси водорода, в процессе ее разложения должно происходить изменение изотопного состава кислорода поверхностных окислов в сторону ириближения к составу нерекиси. Такое изменение содержания 0 поверхностных окислов действительно нами наблюдалось. Нахзденное равное содержание 0 в кислороде перекиси и газообразном [c.60]

Найдено, что изотопный состав иодата калия при разложении Н2О2 изменяется, приближаясь к составу последней. В реакции с броматом и хлоратом кислород из перекиси водорода не входит в непрореагировавший остаток этих попов. [c.61]

Стадией, фактически изучаемой нри этой реакции, является отнятие метильных атомов водорода атомами хлора. По-видимому можно считать, что процесс соединения образующихся бензильных радикалов с атомами хлора неосложнен реакциями обмена водорода, и поэтому изотопный состав непрореагировавших веществ — хлористого бензила и хлористого водорода, будет характерным для первичной реакции отнятия водорода. [c.78]

Различные участки поверхности твердого тела обладают различными энергетическими характеристиками, напр, способностью взаимодействовать с молекулами окружающей среды (способностью к адсорбции). Чтобы определить степень энергетической неоднородности аоверхности, последовательно адсорбируют порции газа одинакового химического, но различного изотопного состава, напр, вначале молекулы водорода На, а затем молекулы дейтерия Адсорбируясь, молекулы водорода Нз занимают энергетически более выгодные места, и поэтому при десорбции вначале от поверхности будут отходить преим. молекулы дейтерия Вд. Чем более энергетически однородна поверхность, тем более усреднен изотопный состав десорбируемого газа. Проводя адсорбцию и десорбцию значительного числа изотопных разновидностей молекул (напр., >2С1Ю 12С 0 13С1еО зс О [c.813]

Кислород является, вероятно, наиболее изученным элементом. Причина этого связана с важной ролью кислорода в жизненных процессах, с использованием его в качестве стандарта в химической шкале атомных весов и широкой распространенностью в виде соединений с другими элементами. Большое значение имеет тот факт, что моря представляют собой огромный резервуар кислорода. Локальные процессы обмена в них проходят при почти постоянном уровне содержания Содержание в атмосфере отличается удивительным постоянством образцы, собранные из приповерхностных слоев из удаленных один от другого пунктов и взятые на высоте до 51,6 км, отличаются по отношению лишь на 0,025% [506]. Это отношение в общем больше на 3% отношения изотопов в пресной воде, а отношение изотопов в океанской воде примерно на 0,5% больше, чем в пресной. Колебания в содержании и дейтерия, наблюдаемые для образцов из воды полярных и других океанов и между образцами из моря и пресноводных бассейнов, вызываются следующими причинами. Превращение воды в лед приводит к обогащению изотопом и уменьшению содержания дейтерия [1171, 1996]. Таким образом, можно ожидать (и это подтверждается экспериментально) изменения плотности воды из приполярных областей, где имеются большие массы льда. Испарение воды вызывает концентрирование тяжелых изотопов кислорода и водорода в остатке. Таким образом, пресная вода, которая образуется при испарении и конденсации морской воды, должна содержать меньше и В, чем морская [413, 592]. Были проведены измерения концентрации дейтерия в большом числе образцов океанской воды. Полученные значения лежат в пределах 0,0153—0,0156%. Для образцов пресной воды было отмечено, что в небольших странах, подобных Англии, где осадки представляют собой первичный продукт испарения морской воды, приносимой ветром, концентрация дейтерия равна приблизительно 0,0152% [347], т. е. близка к содержанию его в воде из океана. Для стран с обширной сушей, подобных США, где большая часть приносимых водяных паров конденсируется в пути , измеренная концентрация дейтерия оказалась равной 0,0133% [698]. В том же ряду измерений было обнаружено аналогичное фракционирование изотопов кислорода, что дает возможность проверить цифры, так как график зависимости соотношения между изотопами водорода и кислорода должен представлять собой прямую линию, наклон которой определяется отношением упругости паров НгО НОО к НгО Н Ю. Эпштейн и Маэда [591] нашли, что содержание в поверхностных морских водах колеблется в пределах 6% и что нижнее значение, как и предполагалось, соответствует воде, разбавленной водой из растаявших ледяных полей. Современная точность в определении содержания позволяет определять изотопный состав кислорода, различный для разных океанов. Возросшая чувствительность определения была использована также при изучении океанических палеотемператур, причем полученные результаты свидетельствуют о важности очень точных определений для изучения колебаний распространенности изотопов в природе. Возросшая [c.102]