|
Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.
geochemia izotopów – wykŁAD - 4 29 października 2012
Największe znaczenie mają badania stosunków izotopowych pierwiastków lekkich: wodór H – frakcjonowanie do 70%, węgiel C – frakcjonowanie do 12% Tlen O – frakcjonowanie do 10%, siarka S – frakcjonowanie do 15% Frakcjonowanie – największa różnica ilościowa pomiędzy najlżejszym, a najcięższym izotopem. Dokładność badań do kilku setnych części promila. Do pomiaru stosunków izotopowych używamy spektrometru masowego. Spektrometry gazowe badają pierwiastków w gazowym stanie skupienia. Do tego trzeba wprowadzić próbkę w stanie gazowym. Najlepsza (najłatwiejsza) metoda dla lekkich pierwiastków. Gazem może być także związek posiadający ów pierwiastek np. CO2. Istnieją także spektrometry pracujące na stałych ciałach. Najważniejsze elementy spektrometru mas: 1) komora jonizacyjna 2) elektrody: ogniskująca i kolimujące 3) (elektro)magnes 4) kolektor Próbkę się jonizuje. Wystarczy w kilku procentach, np. poprzez podgrzanie, czy zbombardowanie elektronami z żarzącego się włókna metalowego (np. wolfram na 2000oC). Pole to ukierunkowujemy w polu magnetycznym. Ważne są warunki próżniowe rzędu 107 108 Tora. Za pomocą elektrod ukierunkowujemy w żądany pierwiastek. Następnie w emagnesie następuje rozdzielenie na strumienie jonów o różnych masach i ładunkach. Im mniejszy ładunek tym strumień mniej jest odchylony. Jeśli brak ładunku, to i brak odchylenia. mV =M2⋅R2 2u m – masa ładunku, M – magnes, R – promień krzywizny, u – napięcie przysp. Prąd jonowy jest zbierany przez kolektor „kubek – kondensator Faradaya” i mierzony dzięki sygnałowi analitycznemu. Zazwyczaj spektometry mas są 2kolektowore , z dwoma możliwymi ich położeniami w związku z dużą ilością izotopów tworzących różne wiązki. Czasem różne stosunki izotopowe dają ten sam wynik, jako liczbę masową np. 13C16O17O i 12C16O18O. Taka sytuacja utrudnia oczywiście badanie składu izotopowego, ponieważ ich wiązki są tożsame. Sposoby wyrażania stosunków izotopowych: 1) Sposób bezwzględny R = izotop rzadszy izotop częstszy 2) Sposób względny (literaturowy), gdzie R=izotop cięższy izotop lżejszy próbki= Rpróbki−Rwzorca Rwzrorca ∗1000[] np.próbki= 18O 16O próbki− 18O 16O wzorca 18O 16O wzorca ∗1000[] Wartość względem wzoru jest na plus, kiedy jest wzbogacona w cięższy izotop. współczynnik frakcjonowania A−B= RA RB AB= 1A /1000 1B /1000= 1000A 1000B ∇A−B=A − B≈103 ∗ ln A−B Wzorce izotopowe: 1) Węgiel PDB – stosunek izotopowy rostrów Belemnitella Americana z Kalifornii 2) Tlen SMOW (woda oceaniczna), PDB, SLAP (woda z lodowców antarktycznych) 3) Wodór SMOW SLAB 4) Siarka CDT z kanionu Diablo w Kalifornii OSMOW 18 =1,03086 OSLAD 18 30,86 Wzor nie powinien mieć przybliżone wartości izotopowe w stosunku do próbki. Każde Laboratorium ma swój wzorzec do badań. Zazwyczaj jest to wzorzec zastępczy skorelowany z międzynarodowym zgodnie z wzorem, gdzie A – wzorzec międzynarodowy, Bnasz wzorzec: X−A=X−BB−A10−3∗X −B∗B−A |
Menu
|