Роль изотопов кислорода и водорода

Роль изотопов кислорода и водорода [c.816]

В несколько миллионов раз превышает энергию, выделяющуюся при обычных химических реакциях. Например, самая высокая экзотермическая реакция (т. е. реакция с выделением тепла) — образование одного моля воды из водорода и кислорода — сопровождается выделением лишь около 7-10 малых калорий. Тепло, выделяемое долгоживущими естественными радиоактивными изотопами, играет большую роль в истории развития многих космических тел. [c.39]

За последние годы был сделан ряд определений изотопного состава разных природных вод во многих странах. Были обнаружены значительные изменения плотности, вызванные отклонением содержания тяжелых изотопов водорода и кислорода от нормы, в качестве которой можно принять, по-видимому, достаточно постоянный изотопный состав больших пресных водоемов (рек в озер). В частности, были обнаружены существенные различия в плотностях льдов, снега, речной и морской воды, глубинных почвенных вод. Эти различия могут сыграть значительную роль в решении разных проблем геохимии, гидрографии и метеорологии. [c.323]

Наряду с углеродом, водородом, кислородом и азотом, этот элемент принадлежит к самым важным элементам для биохимии, так как он играет исключительную роль в основных биохимических процессах, происходящих в живых организмах. Значение радиоактивного фосфора в качестве-индикатора тем более велико, что обыкновенный фосфор Р , не имеет стабильных изотопов. Простота получения и измерения радиоактивного фосфора, наряду с его значением, вызвали широкое его применение-в разнообразных биологических и биохимических исследованиях [94] (см. главу 10). [c.140]

Осуществляя синтез химических веществ, можно часть обычных изотопов заменить на редкие стабильные изотопы. Например, водород-1 можно заменить на водород-2, углерод-12 — на углерод-13, азот-14 — на азот-15, а кислород-16 — на кислород-18. С помощью таких жченых соединений можно изучать механизмы реакций, происходящих в живых тканях. Новатором в такого рода работе был американский биохимик Рудольф Шонхеймер (1898—1941), который, используя водород-2 и азот-15, провел важные исследования жиров и белков. После окончания второй мировой войны такие изотопы стали более доступны, что позволило провести более тщательное изучение механизмов реакций. Примером того, какую роль могут сыграть изотопы, служит работа американского биохимика Мелвина Келвина (род. в 1911 г.). В 50-х годах XX в. он применил углерод-14 для изучения механизма реакций фотосинтеза. Работу эту Келвин проделал с такой обстоятельностью, которая всего лишь двадцать лет назад считалась совершенно невозможной. [c.173]

Туровский и Вайнштейн [124] изучали механизм реакции окисления окиси углерода на окиснохромовых катализаторах с применением изотопа кислорода 0 . Эти исследования показали, что чередование окисления и восстановления катализатора не отражает механизма реакции окисления окиси углерода, так как обмен кислорода с поверхностью не наблюдается. Однако эти данные расходятся с данными, полученными Винтером. Эти расхождения, несомненно, связаны с различием в условиях проведения реакции, которые играют важную роль в подобного рода исследованиях. Необходимо подчеркнуть, что для сравнения результатов, полученных различными исследователями, безусловно требуется тщательное определение условий. В связи с этим можно упомянуть недавнюю работу Вольца и Уеллера [131], которые нашли, что при восстановлении СгаОд наблюдались сильная адсорбция водорода и образование воды во время дальнейшего окисления СО на восстановленном катализаторе. Исследования показали, что вода сильно адсорбируется на поверхности и влияет на кинетику реакции. [c.333]

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]

Основные научные работы посвящены изучению механизма фотосинтеза. Показал (1941), что первичный процесс фотосинтеза заключается в фотолизе молекулы воды, в результате чего образуются кислород, выделяющийся в атмосферу, и водород, идущий на восстановление двуокиси углерода. Используя радиоактивный изотоп углерод-14 в качестве метки и метод хроматографии на бумаге, установил последовательность фо-тосинтетического цикла (цикла Кэлвина) ассимиляция двуокиси углерода зеленььми растениями — превращение его в органические вещества — последующее восстановление. Создал (1956) схему полного пути углерода при фотосинтезе, ставшую классической. Предложил модель превращения световой энергии в химическую. Показал, что превращения фосфата пентозы играют большую роль в жизнедеятельности не только растений, но и животных. Изучал вопрос о происхождении и развитии жизни на Земле. [c.279]

При иопользовании обычной воды, содержащей 0 0 , были получены сведения относительно некоторых реакций молекулярного кислорода [157]. В результате исследования радиолиза воды с 1,5%-ным обогащением по О было обнаружено вхождение О в образующуюся перекись водорода [158]. Интересные данные были получены при изучении радиолиза воды, сильно обогащенной изотопом О (92—95 ат.% О ) и содержащей Н2О2 [159, 160]. Роль НаОг состояла в защите перекиси водорода, образующейся в результате радиолиза, от воздействия радикалов. Было найдено, что выход НгОг в случае радиолиза под действием рентгеновских лучей не изменяется при введении ионов Вг- в облучаемый раствор (О равен 0,4), тогда как добавка этих ионов оказывает влияние на выход НгО О . Эти результаты свидетельствуют о том, что НгО О образуется в результате реакции [c.119]

Все изотопы данного элемента имеют близкие химические свойства, и их роль в химических процессах изотопически одинакова. Поэтому, изучая поведение одного изотопа, можно судить о поведении более распространенного изотопа того же элемента. В качестве изотопных индикаторов применяют обычно редкие стабильные изотопы водорода, кислорода и азота, которые вводят в молекулу соединения или добавляют к основной изотопической смеси. [c.263]

Выше указывалось, что по молекулярным спектрам были открыты изотопы нескольких элементов, играющие сейчас значительную роль в качестве меченых атомов водорода, углерода, азота и кислорода. Их природное содержание невелико и они ускользали от наблюдения в масспектрографах малой светосилы , которые раньше были в распоряжении исследователей. Из сравнения интенсивностей полос были определены их пропорции в природных условиях, хотя в некоторых первых работах такие определения оказались ошибочными. О хороших результатах лучших измерений можно судить по тому, что из сравнения интенсивностей полос поглощения атмосферного кислорода В. Н. Кондратьев [119] нашел в нем отношение 0 0 равным 595, тогда как сейчас считают наиболее достоверной величину 500—550. Для Дженкинс и Орнштейн нашли 106 вместо правильной масспектрографической величины 92. [c.183]

Вьние указывалось, что по молекулярным спектрам были открыты изотопы нескольких элементов, играющие сейчас значительную роль в качестве меченых атомов водорода, углерода, азота и кислорода. Их при- [c.253]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология