Вариации в изотопном составе

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]

Весьма интересны вариации изотопного состава, вызываемые жизнедеятельностью бактерий. Так, было найдено, что бактерии, восстанавливающие сульфат природных вод до сероводорода, ведут к обогащению сероводорода легким изотопом серы 8 . Поэтому можно обнаружить заметное отличие изотопного состава сульфатов от изотопного состава сульфидов бактериального происхождения. Это обстоятельство было остроумно использовано для приблизительного установления времени зарождения жизни на Земле. Исследовался изотопный состав сульфатов и сульфидов в пластах, соответствующих различным геологическим эпохам. Выяснилось, что с увеличением возраста породы различие в изотопном составе сульфатов и сульфидов уменьшается, полностью исчезая в породах, образовавшихся приблизительно 800 млн. лет назад. К этому сроку было отнесено возникновение микробно-бактериальной формы жизни на нашей планете. [c.25]

Рассмотренные выше изотопные эффекты и свойства изотопов так или иначе связаны с различиями в их массе или параметрах ядер. Однако одна из главных и, пожалуй, наиболее известная область применения изотопов непосредственно не связана с различием в каких-либо их физических или химических характеристиках, а определяется тем, что в природных условиях распространённость того или иного изотопа является достаточно жёстко фиксированной величиной. Как показали многочисленные измерения, максимальные вариации относительного содержания изотопов в их естественной смеси не превосходят одного-двух процентов, а для многих из них и на порядок меньшей величины. Небольшие колебания природной распространённости изотопов у лёгких элементов связаны, как правило, с изотопными эффектами 1 рода и определяются незначительными изменениями изотопного состава при испарении, растворении, диффузии и т.д. У ряда элементов, содержащихся в земной коре и являющихся продуктами распада природных радиоактивных атомов, также несколько варьируется изотопный состав из-за разного содержания материнского изотопа в той или иной породе. При этом некоторые изотопы присутствуют в естественных условиях в очень малых ко- [c.32]

После открытия изотопов химических элементов ученые считали, что изотопный состав каждого элемента одинаков для всех образцов. Это предположение было положено в основу определения атомных масс. Единственное исключение составляли элементы, имеющие долгоживущие радиоактивные изотопы. Однако за время, прошедшее после 1945 г., атомные массы некоторых элементов, таких как литий, бор и уран, под воздействием деятельности человека при определенных обстоятельствах изменились. Было сделано еще более важное фундаментальное открытие. Как было установлено, изотопный состав различных частей Солнечной системы не одинаков. Различия в изотопном составе были отмечены даже для кислорода — одного из самых распространенных элементов. В настоящее время вариации изотопного состава найдены для нескольких элементов. Они дают ключ к пониманию процессов возникновения химических элементов, а также условий зарождения Солнечной системы. [c.202]

Вариации в изотопном составе также важны для определения предела точности установления химических атомных весов элементов, если неизвестен их изотопный состав в исследуемых образцах. Кроме того, эти вариации связаны с предысторией образца. Часто можно провести довольно точную оценку отношений распространенностей изотопов в образце любого элемента, зная его происхождение. Интересно, что Тод [2004] изучил образец бора неизвестного происхождения и нашел, что отношение В/ В в нем близко к буре из Турции. Позднее было установлено происхождение этого образца, подтвердившее вывод Тода. Нир [14961 установил, что отношение в изучаемом им образце [c.101]

Вариации в изотопном составе также важны для определения предела точности установления химических атомных весов элементов, если неизвестен их изотопный состав в исследуемых образцах. Кроме того, эти вариации связаны с предысторией образца. Часто можно провести довольно точную оценку отношений распространенностей изотопов в образце любого элемента, зная его происхождение. Интересно, что Тод [2004J изучил образец бора неизвестного происхождения и нашел, что отношение i B/ B в нем близко к буре из Турции. Позднее было установлено происхождение этого образца, подтвердившее вывод Тода. Нир [1496] установил, что отношение С/ С в изучаемом им образце карбоната натрия свидетельствует о связи его с известняком. Исследование происхождения образца показало правильность его предположения. [c.101]

Методы, применяемые для И. с. а., разнообразны и выбираются в зависимости от задачи, требуемой точности и аппаратурных возможностей лаборатории. Наиболее универсальный и распространенный способ — применение масс-спектрометра (см. Масс-спектрометрия) с электрической (или, менее точно, фотографической) регистрацией интенсивностей ионных пучков изотопов, разделенных в электрич. и магнитных полях после ионизации образца электронным ударом или др. методами. Так, этим методом Дж. Томсон (1912), Ф. Астон (с 1919) и А. Демнстер (с 1922) открыли изотопию в ряде элемеитов и впервые измерили их изотопный состав. Позже были предложены разные конструкции масс-спектрометров, в частности упрощенные модели специально для И. с. а, В обычных серийных приборах можно определять изотопный состав с относительной точностью 1—0,1% в образце, где содержание данного элемента не превышает долей мг. В более совершенных приборах с применением дифференциальных методов возможно определение вариаций изотопного состава до 0,01% и меньше. [c.100]

Полученные нами концентраты достаточны для того, чтобы проверить и уточнить аналитическую методику, примененную в наших прежних работах, основанную на одновременном точном определении разности плотностей Ad и показателей преломления Ап исследуемого образца и стандартной воды. Подробности анализа и пределы точности измерений были изложены в [8]. Там же указывалось, что недостаточное знание зависимости показателя преломления воды от содержания HgOi обусловливает значительную недостоверность этого анализа, которая ограничивает применимость метода лишь природными водами с очень небольшими вариациями изотопного состава. Поэтому наряду с этим косвенным методом анализа нами был применен также и прямой испытуемая вода разлагалась электролизом, ее кислород сжигался с водородом из аппарата Киппа (Zn HgSOJ, изотопный состав которого близок к нормальному. Избыток плотности полученной синтетической воды (Ady), освобожденной таким способом от избыточного дейтерия, зависит почти целиком, с точностью до нескольких у (небольшие отклонения водорода от нормального изотопного состава, диффузия водорода в анодное пространство электролизера, небольшое фракционирование изотопов при электролизе и сжигании), от избыточного 0 . По разности первоначальной Ad с полученной Ady можно найти Adx — избыточную ва счет дейтерия плотность исследуемой воды. Для проверки одновременно определялись и показатели преломления (Атг ) синтетической воды. Результаты определений помещены в табл. 2. В ней даны разности At равновесных температур поплавка в испытуемом образце и в стандартной воде и температура t в послед- [c.303]

Часто в качестве внутреннего фона фигурируют молекулярные ионы, образовавщиеся при электронной ионизации молекул, состоящих из сочетания изотопов исследуемого элемента, входящего в состав анализируемого соединения. Подобные случаи широко распространены при анализах изотопов элементов, использующих в качестве рабочего соединения окислы. Например, при определении (Изотопного состава серы таким фоном являются ионы (5 Ю 0 ) +, накладывающиеся в масс-спектре на рабочую массу М66 (З Юг ). Тем не менее, зная природную распространенность изотопов кислорода (0 0,2%) и пренебрегая его малыми вариациями в природе, вводят необходимую поправку в окончательные результаты при регистрации (З /З ) [84]. Аналогичным способом учитывают влияние изотопа при определении изотопных отношений углерода [85]. Наложение на рабочий масс-спектр ионов, получившихся в результате многократной ионизации, для большинства исследований изотопной распространенности отсутствует такому процессу требуется избыточная энергия электронов при бомбардировке [90, 94] (например, для иона С0 + + необходимо иметь энергию электронов, равную 42,0 в). Подробный учет всех возможных погрешностей при расчете изотопных отношений кислорода при масс-спектрометрическом анализе приводит в своей работе Фишлер [91]. [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология