Изотопы постоянство состава

Изотопный состав элементов в их природных соединениях отличается большим постоянством. До недавнего времени при сопоставлении изотопного состава данного элемента для различных природных соединений его и различных их месторождений, а также и сопоставлении с изотопным составом этого элемента, найденного в метеоритах, не было обнаружено различия. Однако в настоящее время с повышением точности эксперимента для некоторых случаев твердо установлены очень небольшие, но измеримые различия. Так, изотоп Ю содержится в кислороде известняков и силикатов в количестве несколько большем, чем в кислороде океанской воды, а изотоп содержится в углероде известняков в большем количестве, чем в углероде атмосферной СОг. Так как различия в содержании изотопов очень малы, то йа атомный вес указанные колебания в изотопном составе влияют слабо. Возможные отклонения от принятого атомного веса не превышают (в единицах атомных весов) для кислорода 0,0001, для [c.47]

В отличие от закона сохранения массы, справедливость которого полностью подтверждена открытиями, сделанными после его установления, законы постоянства состава и кратных отношений оказались не столь всеобщими. В связи с открытием изотопов ( 36) выяснилось, что весовой состав вещества постоянен лишь при условии постоянства изотопного состава образующих его элементов. При обогащении элемента тем или иным его изотопом весовой состав соединения изменяется. Например, тяжелая вода ( 72) содержит около 20% водорода, а обычная вода лишь И %. [c.20]

Постоянство количественных соотношений изотопов в смеси не всегда сохраняется. Например, в 1929 г. Джиок и Джонстон открыли в изотопе кислорода три изотопа 0, 1 0 и с содержанием соответственно 99,76%, 0,04% и 0,20%. Точные значения масс этих изотопов 16,0000, 17,00449 и 18,00369. Принятый ранее за стандарт атомный вес кислорода оказался равным не 16,0000, а 16,0044. Чтобы выйти из затруднений, в химии приняли атомный вес природной смеси кислорода за 16,0000. Однако в зависимости от того, откуда выделен кислород, его изотопный состав бывает далеко не одинаковым, а следовательно, не одинаковым будет и атомный вес. Кислород, выделенный из различных источников, имеет атомный вес [c.37]

Закон постоянства изотопного состава. Громадный экспериментальный материал по определению атомных масс различных изотопов, а также по соотношению изотопов одного и того же элемента приводит к выводу, что изотопный состав химических элементов всегда постоянен, независимо от местонахождения элемента и того, в какое соединение входит данный элемент. Это положение является настолько общим, что получило наименование закона постоянства изотопного состава [c.23]

В некоторых случаях справедливость стадийной схемы можно проверить экспериментально. Так, если ввести в окись меди тяжелый изотоп кислорода и проводить на таком катализаторе окисление СО обычным кислородом, то в случае справедливости стадийной схемы через определенное время изотопный состав СиО должен измениться. Однако этого не происходит даже за время превращения количества кислорода, превышающего в несколько раз содержание его во всей массе катализатора. Аналогичное постоянство изотопного состава катализатора было обнаружено и для других систем (окисление СО на двуокиси марганца, нафталина на пятиокиси ванадия и др. [167]). Таким образом, в ряде случаев стадийная схема противоречит опыту. [c.65]

Меченые атомы. Большинство химических элементов представляет собой смесь изотопов, состав которой в ходе физических, химических и биологических процессов обычно остается неизменным. Это подтверждается постоянством изотопного состава элементов, полученных из самых разнообразных источников, а также тем фактом, что атомные веса с очень большой точностью можно определять химическими методами. Следует, однако, иметь в виду, что в случае наиболее легких элементов, у которых наибольшие разности масс изотопов (выраженные в процентах), в ходе различных процессов может происходить некоторое разделение изотопов. Этот эффект необходимо учитывать при любых исследованиях, в которых используются в качестве меченых атомов изотопы водорода. Если не считать изотопов водорода и Ве (масса которого отличается от массы стабильного Ве только на 25%), то наиболее легким элементом, изотопы которого широко используют при исследованиях методом меченых атомов, является углерод. Для этого элемента в большинстве исследований, не требующих повышенной точности, специфическими изотопными эффектами уже можно пренебречь. В настоящем разделе будем исходить из представления, что радиоактивность данного изотопа ни в коей мере не изменяет его химических (или биологических) свойств. Случаи возможных отклонений от этого правила рассматриваются в разделе В. [c.195]

После открытия изотопов выяснилось, что весовой состав. эе-щестиа постоянен лишь при условии постоянства изотопного состава образующих его элементов. При обогащенкн элемента тем или иным его изотопом вессвой состав соединения изменяется. Например тяжелая вода ОаО содержит /г 20% водорода, а обычная вола N 0 лишь 11%4 .( [c.26]

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]

Применение. Металлич. С. не получил широкого применения в технике. Его используют для раскисления меди и бронзы и как поглотитель газов в электровакуумной технике. Снлав РЬ—Sn—Sr нрименяют для изготовления анодов аккумуляторных батарей, а сплав Sr— d—для гальвапич. элементов. С. входит в состав нек-рых сплавов с сильно пирофорными свойствами (напр., Mg—Sr), а также сплавов для изготовления люминофоров и фотоэлементов. Радиоактивный изотоп Sr используется для обнаружепия повреждений телеграфных кабелей, а Sr является источником р-излучения в атомных электрич. батареях, характеризующихся постоянством напряжения и длительным сроком службы. [c.539]

Опираясь на ато.мно-молекулярную теорию и зная атомные массы химических элементов, можно предвидеть закон постоянства состава. В каждой молекуле данного соединения мел<ду химическими элементами существуют такие же количественные отношения, как и во всем веществе. Например, в чистом оксиде кальция количественные отнощения между Са и О отвечают атомным массам этих элементов, т. е. 40,8 15,9994. Округляя указанные значения имеем отношение Са к О равное 5 2. С современной точки зрения, утверждение о том, что массовый состав соединений один и тот же, справедливо в том случае, если не нарушается распространенность природных изотопов. Напрямер, обычная вода и тяжелая вода имеют различный процентный состав водорода и кислорода. Кроме того, аналитические методы позволили в настоящее время установить разницу в количественном составе одного и того же сложного вещества, полученного различны.ми путями. [c.27]

Применением ее обнаружено, что разные пробы арктических вод и льдов, полученные-в 1936 — 1939 гг. от экспедиций советских ледоколов и Папанинского дрейфа, при всегда повышенной общей плотности, далеко не всегда имеют увеличенное содержание обоих тяжелых изотопов [33]. Льды Чукотского моря и воды Карского моря вблизи Новой Земли, а также Северного Ледовитого океана, вблизи Земли Франца Иосифа, все имеют повышенное на 2—3 у содержание дейтерия при нормальном содержании тяжелого кислорода Наоборот, воды Карского моря вблизи устья реки Оби и воды Гренландского моря имеют повышенное на 1,5—2,5 1 содержание тяжелого кислорода при нормальном содержании дейтерия. Папанинская льдина имела тот же состав, как воды Восточно-Сибирского моря, от которого через Северный полюс идет дрейф паковых льдов в Гренландское море [34]. Постоянство изотопного состава на огромных расстояниях вдоль больших океанских течений было подтверждено анализом десятков проб, взятых на пути дрейфа Седова . [c.59]

Все эти три способа установления состава так или иначе используют наблюдаемое постоянство отношений между разными элементами, но исходят они из сильно различающихся постулатов. Оценка Венке и др. [416] значительно отличается от оценок двух других авторов, но, вероятно, пока еще мы не располагаем достаточным количеством данных, чтобы обоснованно опровергнуть какую-либо из этих попыток. Тем не менее некоторые соображения, основанные на соотношении изотопов кислорода, налагают дальнейшие ограничения при отборе теоретических моделей. Земля и Луна в целом имеют фактически один и тот же изотопный состав кислорода и, вероятно, сформировались из одной и той же группы конденсатов солнечной небулы. Изотопный состав кислорода в высокотемпературных включениях Allende заметно отличается от такового на Луне, и поэтому присутствие на Луне большого количества высокотемпературного конденсата, как это предполагается в модели Венке и его сотрудников [416], невероятно. Различия в подходах, использованных при многочисленных попытках оценить состав Луны, вероятно, приведут к тому, что в течение многих лет он будет существенно пересматриваться. [c.67]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология