Изотопы азота стабильные

Использование стабильных изотопов в агрохимических исследованиях больше всего связано с применением тяжелого изотопа Природный азот представлен смесью двух изотопов —99,62% и 0,38%. Если принять это соотношение за единицу, то избыток атомов характеризует степень обогащения данного соединения изотопом N . Если обогащенный изотопом азот использовать для получения какого-либо азотного удобрения, например сульфата аммония или нитрата кальция, то получится меченое азотное удобрение. Применяя в полевых и вегетационных опытах меченые азотные удобрения, можно проследить за скоростью поступления азота в растения, его передвижением внутри растения по отдельным органам, за включением его в обмен веществ, влиянием внесенного азотного удобрения на почву. [c.562]

Изотопы азота. Интерес к изотопам азота связан с величиной сечений захвата ими нейтронов и, как следствие, с возможностью создания на их основе высокоэффективного ядерного горючего, сушественно превосходящего по своим характеристикам ныне используемое горючее на основе окиси-закиси урана или двуокиси плутония [71-75]. Предполагается, что новое ядерное горючее будет создано на основе обогащённых азотом-15 нитридов [71] или нитратов [75] урана, плутония, тория. В связи с этим отметим, что азот имеет два стабильных изотопа и N, содержание которых в природной изотопной смеси равно соответственно 99,635% ат и 0,365% ат [30]. Азот-15 имеет ядерный магнитный момент и примерно в сто тысяч раз меньшее по сравнению с азотом-14 сечение захвата тепловых нейтронов (<т < 2 10 барн) [71]. [c.204]

Очень важна ядерная реакция типа (п, р), протекающая в атмосфере Земли между азотом и нейтронами, постоянно образующимися под действием космических лучей, 7 ( р)в С. Таким путем из стабильного изотопа азота получается радиоактивный изотоп углерода б С. Период его полураспада около 5 тыс. лет. Все живые организмы растения, которые поглощают СО2 из атмосферы, и животные, которые питаются этими растениями, содержат один атом радиоактивного изотопа б С примерно на триллион атомов стабильного изотопа 6 . Современные методы измерения позволяют обнаруживать такие чрезвычайно малые количества изотопа б С. Зная его долю в органическом веществе и период полураспада, можно определять возраст различных древних органических остатков, например свайных сооружений доисторического человека, воЗраст зерен, найденных в египетских пирамидах и т. д. [c.219]

Характер взаимодействия между частицами внутри ядра не позволяет образоваться ядрам с любым количеством нейтронов и протонов. Устойчивые ядра состоят из определенных комбинаций протонов и нейтронов. Для устойчивых ядер легких элементов число протонов и нейтронов приблизительно одинаково. Например, устойчивые изотопы углерода С и содержат 6 протонов и б или 7 нейтронов, устойчивые изотопы азота Ы и — 7 протонов и 7 или 8 нейтронов, а устойчивые изотопы кислорода 0, О, 0 — 8 протонов и соответственно 8, 9, 10 нейтронов. По мере увеличения атомного номера оптимальное отношение числа нейтронов к числу протонов возрастает, достигая у тяжелых элементов величины 1,5. Изотопы с устойчивыми ядрами называют стабильными изотопами. Они имеются у всех элементов с атомными номерами от 1-го (водород) до 83-го (висмут), за исключением 43-го (технеция) и 61-го (прометия). Часто, особенно [c.25]

К настоящему времени наиболее используемыми в этих исследованиях являются стабильный изотоп азота несколько менее — стабильный [c.538]

Аналогичное можно сказать и о кислороде (естественное содержание тяжёлого изотопа кислорода 0 в атмосфере 0,2039%) и углероде (естественное содержание тяжёлого изотопа углерода в углекислом газе атмосферы — 1,107%). Различие изотопного состава названных элементов в различных природных соединениях связано с изотопным эффектом. Однако, если в экспериментах используются соединения с относительно высоким, по сравнению с естественным, содержанием тяжёлых изотопов, то влияние изотопного эффекта практически не скажется на результатах исследований. Метод метки химических соединений с использованием стабильных изотопов азота, кислорода и углерода базируется на измерении изотопного состава газов (N2, N0, N02, О2. СО и СО2), в который переводят исследуемый элемент. Изотопный состав измеряют с помощью масс-спектрометров или спектрально-изотопных анализаторов. При этом следующие термины и понятия используются для расчёта количества меченых стабильными изотопами препаратов при их трансформации в биологическом круговороте. [c.539]

Весьма интересные биохимические исследования были проведены с использованием меченой уксусной кислоты состава СОз— СООН. Очень много работ было осуществлено в области изучения обмена веществ с помощью соединений, содержащих радиоактивный фосфор Ф. Использованы вещества со стабильным изотопом азота (мочевина, аминокислоты). [c.399]

Существует два стабильных изотопа азота с массовыми числами 14 и 15 . В природе преобладает N(99,62%). [c.224]

В последние годы благодаря применению в исследованиях новых точных методов, в частности стабильного изотопа азота было показано, что растения используют из азотного удобрения в среднем 50—60%, от 15 до 30% азота превращается в органическую форму и 10—20% теряется из почвы в газообразной форме. Потери внесенного азота достигают значительно больших размеров из не занятой растениями почвы, и они увеличиваются при внесении высоких доз удобрения. [c.202]

Спектры органических аминов еще в большей степепи, чем гидроксильных соединений, определяются внешними факторами — характером растворителя, концентрацией раствора, присутствием примесей. Это связано со сравнительно высокой основностью аминов и их способностью к солеобразованию, а также способностью аминов, подобно гидроксильным соединениям, обменивать протоны, соединенные с атомом азота. Другая особенность спектров азотсодержащих веществ связана с тем, что наиболее распространенный изотоп азота обладает спином / = 1 и электрическим квадрупольным моментом, влияние которого на вид спектра зависит от свойств амина и в значительной мере определяется внешними факторами. Другой стабильный изотоп азота — — также обладает ядерным магнитным моментом, причем благодаря тому, что его ядерный спин равен 2, соединения с изотопом азота более удобны для исследования методом ЯМР как с возбуждением резонанса протонов, так и нри осуществлении резонанса непосредственно на ядрах Однако, так как содержание этого изотопа в природной смеси лишь 0,365%, то эти исследования относятся скорее к специальной области. [c.253]

Например, когда ядро связывает дейтон jD, то получается стабильный изотоп азота N, однако он находится на таком высоком энергетическом уровне, что распадается в бесконечно малый период времени. В некоторых других случаях образующиеся ядра распадаются с определенной измеримой скорость ю и существуют часто достаточно долго, чтобы можно было идентифицировать их химическим путем. Именно к" этим ядрам применяется термин нестабильные. Их открытие является одним из выдающихся научных событий последнего времени. [c.30]

Продукт реакции с порядковым номером 7 должен быть изотопом азота, но из стабильных изотопов последнего известны лишь N7 и N7 так что изотоп не принадлежит к числу стабильных. [c.66]

Если наложения на основную аналитическую линию изотопа вынуждают использовать линию другого изотопа, происходит значительная потеря чувствительности из-за относительно малой распространенности в природе стабильных изотопов азота, кислорода и углерода 0,37% Ю 0,37%, 0 0,204% и 1,11%. [c.388]

Природный азот на 99,6% состоит из изотопа и на 0,4% из изотопа которые стабильны. Искусственно получены радиоактивные изотопы изотоп с периодом полураспада 0,0125 секунды, излучающий позитроны изотоп с периодом полураспада 9,93 минуты, также излучающий позитроны изотоп с периодом полураспада 7,3 секунды и р-излучением изотоп с периодом полураспада 4,1 секунды и тоже с Р-излучением. Изотоп имеющий наибольшую продолжительность жизни, используют как меченый атом для исследования процессов белкового обмена в организмах растений и животных, изучения приемов внесения азотных удобрений в почву. [c.188]

Методы ионного обмена довольно пшроко используются в аналитической химии азота и его соединений. Существуют ионообменные методы выделения и разделения различных азотсодержащих ионов в растворах и методы разделения стабильных изотопов азота. [c.162]

Стабильные изотопы легких элементов находят применение в современной технике получения атомной энергии. К ним относятся все изотопы водорода, лития, бора, тяжелый изотоп азота и др. [c.66]

Применение стабильного изотопа азота в биохимических исследованиях имеет то неоспоримое преимущество перед радиоактивными индикаторами, что он по своему действию на живой организм в любой концентрации ничем не отличается от обычного азота. [c.173]

Извлечение тяжелого стабильного изотопа азота N 5 достигло промышленных масштабов. В природном азоте содержится 0,365% N 5. Как изотопный индикатор Ы используется в биохимических исследованиях азотного обмена для изучения превращения белков и нуклеопротеидов. Подобно нити Ариадны, он служит проводником в сложном лабиринте фактов, скрывающих тайну процессов жизнедеятельности. С его помощью агробиологи прослеживают путь азотистых удобрений в почве и растениях. Сечение захвата тепловых нейтронов N 5 мало (0,11 барн ), поэтому содержащие его нитраты вводят в раствор ядерного топлива, предназначенного для водных гомогенных реакторов. [c.98]

Большое значение приобрел сейчас радиоактивационный анализ, принцип которого состоит в следующем. Стабильный изотоп того или иного элемента переводят в радиоактивный, подвергая анализируемый образец облучению в атомном реакторе (или другим способом). Последующее измерение радиоактивности позволяет судить о количественном содержании элемента в исследуемом веществе. Например, атомы углерода 41 при облучении протонами превращаются в радиоактивный изотоп азота излучающий позитроны и имеющий достаточно большой период полураспада (9,93 мин). Это явление используют для радиометрического определения углерода в стали. Образец стали облучают протонами и измеряют интенсивность возникающего излучения, которая прямо пропорциональна содержанию углерода в стали. Этим способом определяют сотые доли процента углерода в течение 5—10 мин. [c.253]

Гусев Г. Г., Зайцева Г. С., Разработка методов получения органических соединений, содержащих стабильные изотопы азота N 5 и дейтерия, Отч. № 43-56, с. 5—24, библ. 8 назв. [c.177]

Радиоуглерод появляется в результате цепи физико-химических превращений. Высокоэнергетическое первичное космическое излучение, наблюдаемое на границе атмосферы Земли, на 90-95% от глобальной средней интенсивности состоит из галактических космических лучей. Это первичное космическое излучение практически полностью состоит из положительно заряженных частиц — протонов (85%), а-частиц (14%), и ядер более тяжёлых атомов (1 %). В а-частицах и тяжёлых ядрах сосредоточено большое количество энергии и они ответственны за образование от 32% С на геомагнитных полюсах до 48% на экваторе. Солнечные космические лучи состоят в основном из высокоэнергетических протонов, образующихся при вспышках на Солнце. В результате отклонения частиц магнитным полем Земли интенсивность космических лучей минимальна на экваторе и максимальна на геомагнитных полюсах. При столкновении высокоэнергетической первичной заряженной частицы с атомами атмосферных газов происходит расщепление ядер мишени и самой первичной частицы, в результате которого вылетают вторичные протоны, нейтроны, заряженные и нейтральные тг- и х-мезоны, гипероны. Эти высокоэнергетические частицы, распадаясь после ряда преобразований, производят новые расщепления ядер, при которых испускаются вторичные протоны и нейтроны. Радиоактивный углерод формируется в верхних слоях атмосферы в реакциях стабильного изотопа азота N с этими, обра- [c.567]

Изотопы азот-15 обогащение 2490 получение путем ректификации, химического обмена и хроматографии 2505 получение стабильного 2498 алюминий-26, выделение из магниевой циклотронной мишени 2552 америций-241, измерение активности спектрометрического гамма-источника 3021 [c.416]

Широкие возможности для изучения обмена белков и нуклеиновых кислот открывает использование радиоактивных изотопов фосфора, углерода, серы и стабильных изотопов азота, водорода и кислорода. С помощью метода меченых атомов показано, что молекулы белков и нуклеиновых кислот в условиях интенсивного обмена недолговечны, образовавшись в клетке, они функционируют какой-то период времени, от нескольких часов до нескольких дней, а затем подвергаются распаду, заменяясь вновь образованными. Показано, что чем интенсивнее обмен и чем моложе ткань, тем короче средняя продолжительность жизни молекул белков и нуклеиновых кислот, измеряемая обычно периодом, в течение которого распадается, заменяясь новыми, половина молекул данного вещества. Поскольку молекулы белков и нуклеиновых кислот претерпевают в условиях организма характерный цикл, состоящий из периодов синтеза, функционирования и распада, то естественно возникает предположение, что в течение своей жизни эти молекулы подвергаются каким-то нзме- [c.61]

Можно ввести в полимер амин, содержащий обычный изотоп азота N , и небольшое количество стабильного азотокисного радикала, содержащего Как известно, спиновые числа N1 и равны [c.18]

Повидимому, совершенно исключено применение радиоактивных изотопов кислорода и алюминия, которые все крайне недолговечны. Для кислорода это затруднение устраняется доступностью его стабильного тяжелого изотопа, но для алюминия оно остается в силе. Радиоактивный изотоп азота также может иметь лишь крайне огра-ниченное применение, но его стабильный тяжелый изотоп не очень трудно концентрировать, и им широко пользуются. [c.113]

Основные понятия и термины. Использование стабильных изотопов в биологических и сельскохозяйственных исследованиях базируется, прежде всего, на предположении, что каждый изотоп исследуемого элемента равноценно и пропорционально одинаково участвует во всех процессах превращения этого элемента. Однако, если элементарный азот атмосферы содержит 0,3663% стабильного изотопа азота то в других соединениях химически связанный азот имеет естественный изотопный состав, несколько отличный от естественного элементарного атмосферного азота. Так, 0 еп5 [3] в восьми исследованных почвенных образцах обнаружил содержание тяжёлого азота на 0,005% больше, чем в естественном атмосферном азоте. Вгетпег с соавторами [4] определили содержание изотопа в целинном пылеватом суглинке как 0,373%. Hoering [5, 6] приводит следующее содержание изотопа азота (ат.%) листья белого клевера — 0,362, морские водоросли — 0,367, метан — 0,361, аммонийная соль — 0,369. [c.539]

Для фосфора, не имеющего стабильных изотопов, индикация возможна лишь с помощью умеренно стойкого радиоактивного изотопа, который с успехом был применен во многих работах. Еще более стоек радиоактивный изотоп серы, но наряду с ним иногда применяют, а в будущем будут, наверное, еще гораздо чаще применять, стабильный тяжелый изотоп, концентрировать который не труднее, чем стабильные изотопы азота, хлора или углерода. [c.113]

Из изотопов азота в химии используется почти исключительно стабильный N . Применение даже наиболее долгоживущего из радиоактивных изотопов (т /гЮ мин.) сопряжено с серьезными затруднениями. [c.19]

В агрономической науке используют и стабильные и радиоактивные изотопы. Из стабильных применяют тяжелый изотоп азота 15. Обычный легкий азот имеет атомный вес, равный 14. Во всех природных соединениях, содержащих азот, в том числе и в свободном состоянии в атмосфере, легкого азота содержится 99,62%, тяжелого — 0,38%. Если какое-нибудь вещество, потребляемое растениями, например сульфат аммония, обогатить искусственно тяжелым азотом, то тем самым и будет получен меченный этим изотопом препарат. Вводя эту меченую соль в среду, из которой корни растения поглощают питательные вещества, можно легко проследить за передвижением и накоплением в различных органах и соединениях, скажем в белке зерна, тяжелого [c.202]

Наиболее долгоживущим изотопом азота является азот-13 (период полураспада 10 мин). Аминокислоты, содержащие эту метку, синтезированы из NHg с использованием ферментов, иммобилизованных на пористых щариках из кремнезема [75]. Стабильный изотоп азот-15 изучен гораздо лучще реакции одностадийного аминирования дают возможность осуществлять наиболее короткие синтезы. Широко используется восстановительное аминирование а-ке-токислоты как химическими, так и биохимическими методами. С помощью цианоборогидрида натрия в присутствии NHs можно восстановить, например, индолил-З-пировиноградную кислоту в [2- N]триптофан с выходом 23 7о (pH 6—8, в МеОН, 25°С) [76]. Ферментативные синтезы, например превращение 2-оксоглутаровой кислоты в глутаминовую в присутствии NH4 1 и восстановленного фосфата NAD, представляются удобными для синтеза скорее [c.253]

Опыты с изотопами привели к аналогичным результатам. Давая гликокол, меченый по азоту (N - ), удалось показать, что меченый азот появляется в больших количествах в креатине. Отсюда сделалось совершенно ясным, что гликокол, действительно, является биологическим предшественником креатина. Кроме того, оказалось, что, вводя в организм животных аргинин, содержащий стабильный изотоп азота в амидиновой группе, удается обнаружить большое количество меченого азота в гуанидиновой группе креатина. Очевидно, что при этом происходит перенос амидиновой группы (переами-динирование) аргинина на гликокол и образуется гликоциамин. [c.421]

Повышенное содержание редкого стабильного изотопа в изотопической смеси обнаруживается разными способами. Например, в опытах с тяжелой водой содержание дейтерия может быть определено по измерению удельного веса воды. Содержание редких стабильных изотопов некоторых элементов, например тяжелого изотопа азота можно определить спектрометрически. Наиболее универсальным способом определения является, однако, масснек-трометрическое определение стабильных изотопов. [c.559]

В процессе кратковременного фотосинтеза С из углекислого газа включается в несколько аминокислот глицин, серин, аланин и аспартат. При несколько более длительном фотосинтезе радиоактивный углерод обнаруживается еще в одной аминокислоте,—глута-мате. Однако есть все основания считать, что эта аминокислота образуется вне хлоропластов в результате постфотосинтетических превращений углерода, связанных с функционированием цикла Кребса. Тем не менее, глутамату придается большое значение в реакциях фотосинтетического образования аминокислот. Дело в том, что глутамат может выступать в роли донора аминогрупп в реакциях переаминирования, приводящих к образованию аспартата, серина, глицина и, быть может, аланина. Это доказывают опыты (Бассем, Кирк, 1963), в которых использовались одновременно радиоактивные изотопы углерода и стабильный изотоп азота Результаты этих опытов представлены на фиг. 114 и фиг. 115. Оказалось что включается быстрее в состав глутамата, чем в аспартат и аланин, а С — наоборот — позже в глутамат. Характер изменения во времени содержания Н в этих аминокислотах позволяет сделать вывод [c.243]

Изотопы, атом, валентность.Природный У. состоит из смеси стабильных изотопов С (98,892%) и С (1,108%). В атмосфере в количестве ок. 2-10 ° вес. % присутствует также радиоактивный изотоп С (Тч = = 5,6-10 лет, Р), к-рый постоянно образуется в верхних слоях атмосферы при действии нейтронов космич. излучения на изотоп азота N1 по реакции N1 (п,р) С и участвует в круговороте У. Определение уд. активности С1 в углеродсодержащих остатках биогенного происхождения позволяет судить об их возрасте (см. Возраст геологический абсолютный). С является также одним из наиболее широко применяемых изотопных индикаторов. Искусственно Сполучают длительным облучением азотсодержащих мишеней [обычно ВезКа или Са(КОз)2] мощным потоком нейтронов в ядерном реакторе. После облучения вещество мишеней переводят с помощью химич. операций в Ba Oз И.1И Ка2С1 0з. В меньшей степени в качестве изотопного индикатора используется С . Получен также ряд короткоживущих радиоактивных изотопов У., не имеющих практич. значения (см. Изотопы). Сечение захвата тепловых нейтронов атомом У. 0,0045 барн. [c.153]

ИЗОТОПНЫЙ МЕТОД (метод меченых атомов). Использование в исследовательских целях различных изотопов. Среди изотопов имеются стабильные — устойчивые — и радиоактивные — распадающиеся. Атомы одного изотопа, введенные в основную массу атомов другого изотопа того же элемента, называются мечеными атомами. Наличие их в смеси может быть обнаружено физическими методами, в частности по радиоактивности . Меченые атомы равномерно распределяются среди основной массы атомов другого изотопа, что приводит к образованию меченых соединений. В частности, в агрохимии применяются меченые удобрения, например меченый суперфосфат, содержащий не только обычный фосфор с атомным весом 31, но и радиоактивный изотоп с атомным весом 32 — или меченый сульфат аммония, содержащий повышенное количество стабильного изотопа азота с атомным весом 15 — К . Применение в опытах меченых удобрений позволяет отличить питательный элемент, поступивший в растение из удобрения, от поступившего из почвы, проследить передвия ение удобрений и их химические превращения в почве и растении. Применение изотопного метода привело к установлению более правильных представлений о коэффициенте использования фосфорных и азотных удоб-)еыий, о ретроградации фосфатов и зафосфачивании почв. 1рименение радиоактивного фосфора позволило определять общий запас в почве усвояемых фосфатов. Радиоактивные изотопы используются для определения влажности почвы, ее объемного веса, при изучении вопросов мелиорации и орошения. Применение их позволило правильнее оценивать различные способы внесения удобрений, в частности некорневых подкормок, и работу туковых сеялок. И. м. получил широкое применение при изучении действия ядохимикатов, так как при его помощи быстро и точно устанавливается поступление ядохимикатов в растение и организм животного. [c.111]

Применение в агрохимических опытах и анализах радиоактивного изотопа фосфора дало возможность определять запасы в почвах усваяемых растениями фосфатов, а применение стабильного изотопа азота позволило подойти и к количественному [c.485]

Вот несколько примеров применения изотопов. Биологическое связывание азота воздуха растениями семейства бобовых (к ним относятся такие известные растения, как горох, бобы, люпин, клевер, вика) исследуется путем введения стабильного изотопа азота-15. Изотоп кислорода 0-18 помогает выяснить механизмы процессов дыхания у животных и растений. Излучающие изотопы, например иод-125, используют в медицине. С помощью спехщально приготовленных лекарственных средств эти изотопы вводят в организм, где они в большей или меньшей степени накапливаются в различных органах. Путем измерения интенсивно- [c.130]

Применение стабильных изотопов в био.химичесшх исследованиях имеет некоторые преимущества по сравнению с применением радиоактивных изотопов. Например, стабильный изотоп азота не вызывает токсического действия яа растительный и животный организмы. [c.47]