w5 - 5.11, Geologia, UNIWERSYTET WARSZAWSKI, SEMESTR I, GEOCHEMIA IZOTOPÓW, WYKŁAD

Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.

wykład geochemia izotopów

5 listopada 2012

 

Preparatyka chemiczna.

Skład izotopowy węgla i tlenu w węglanach.

3CaCO3 + H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 3CO2 + 3H2O

Kwasu solnego HCL nie używamy w preparatyce, ponieważ jest lotny i zanieczyści  CO2. Najlepiej użyć kwasu fosforowego – nie jest zbyt lotny. Fosforan wapnia Ca3(PO4)2 nie jest rozpuszczalny. W reakcji powstanie także woda. Musimy znać frakcjonowanie CO2 i 3H2O. Chcąc zabrać CO2 trzeba usunąć wodę za pomocą kwasu fosforowego 105% - uzyskanie takiego roztworu jest bardzo trudne dlatego korzysta się z bezwodnika fosforowego P2O5 który reaguję z woda tworząc kwas fosforowy. Należy związać całą wodę + 5% więcej = kwas fosforowy 105%.



Próbkę należy zdegazować przed analizą. Jest to pierwszy element preparatyki. Próbkę należy odpompować w próżni. Przyjmuje się iż próżnia 10-3 tora prowadzi do oczyszczenia próbki.

Następnie kwas przelewamy do próbki, aby wydzielił się dwutlenek węgla. CO2 wychwytujemy poprzez wymrażanie. Termos z ciekłym azotem chłodzi  CO2 do stanu stałego – lód. CO2 można oczyścić poprzez otwarcie pompy próżniowej. Aby go wyjąc łapiemy w postaci gazowej poczym jest ponownie wymrażany.

 

Dolomit – preparatyka

Próbkę należy podgrzać do odpowiedniej temperatury, musi on być stałą aby utrzymać równowagę reakcji.

Skład izotopowy tlenu w wodzie.

H216O + 1/2C18O2 = H218O + 1/2C16O2  - układ woda, dwutlenek węgla

Sposoby rozdzielenia:

·         Elektroliza

·         Przepuszczenie pary wodnej nad aktywnym metalem np. cynk

Do wody wprowadzamy CO2 którego skład izotopowy jest znany. Po zmieszaniu następuję wymiana izotopowa CO2 i wody aż do ustalenia równowagi. Następnie analizujemy skład  CO2 i porównujemy z wcześniejszym który był znany.

Skał izotopowy siarki.

·         W siarczkach

ZnSO + 112 O2 (z rozkładu Cu2O) = SO2 + ZnO

 

 

·         W siarczanach

BaSO4 + NaPO3 = SO3 + NaBaPO4

SO3 + Cu = SO4 + CuO

W siarczkach wykorzystujemy spalanie à utlenianie, kiedyś za pomocą strumienia tlenu, teraz jest to utlenianie na pomocą, Cu2O (czerwony - kupryt). Związek otrzymywany jest chemicznie. Łatwy do oczyszczenia. Przy podgrzewaniu wydziela się czysty tlen.

Siarczany to stabilne substancje. BaSO4 stapiamy z NaPO3. SO3 trzeba przepuścić nad rozżarzonym Cu i tworzy się SO2 oraz CuO.

Pirytu oraz markasytu nie można badać za pomocą CuO, ponieważ mają za dużo S w swoim składzie. Utleniają się za pomocą wody królewskiej w kwas siarkowy.

Przygotowywana próbkę najlepiej zalać wodą, aby rozpuścić siarczany. Następnie próbkę traktujemy zestawem odczynników. Kolejnym etapem jest użycie kwasu solnego w celu rozpuszczenia siarczków np. sfaleryt. Rozpuszczają się też niektóre siarczany. To, co zostaje do substancje nie rozpuszczalne w HCL. Rozpuszcza się je za pomocą wodorku glinu. Następnie wyekstrahowanie siarki. Na końcu zostają nie rozpuszczalne siarczany takie jak baryt.

Skład izotopowy tlenu w siarczanach.

BaSO4 + 2C = BaS + CO + CO2

BaSO4 w postaci suchej można użyć do preparatyki. Trudność z rozbiciem cząstek. W wysokiej temperaturze BaSO4 reaguje z grafitem. Wydziela się CO i CO2 więc musimy przetransferować CO w CO2, ponieważ do analizy brany jest po uwagę tylko dwutlenek węgla.

Aparatura.
Rozkład chemiczny zachodzi z łódce zbudowanej z platyny, która podłączona jest do zasilania. W niej mieszamy BaSO4 i grafit à podgrzewamy. Wydziela się CO i CO2 które są kondensowane w aparaturze. Aby przekształcić CO w CO2 przykłada się wysokie napięcie do 2 płytek z platyny i w próżni pomiędzy mini dochodzi do wyładowań elektrycznych – proces kilkukrotny.

Skład izotopowy tlenu w krzemianach.

Przy użyciu F2 – trudno oczyścić fluor

SiO2 + 2F2 = SiF2 + O2

Przy użyciu BrF5

KAlSi3O8 + 8BrF5 = KF + AlF3 + 3SiF + 8BrF3 + 4O2

BrF5 daje się łatwo oczyścić ale łatwo się rozpada (wybucha). Preparatyka ze względu na ten problem nie jest często stosowana. Nie można zastosować lini próżniowej, ponieważ w analizie reagowałoby także szkło z aparatury. Aparat zbudowany z niklu. W rezultacie otrzymuję się O2 i należy go przeprowadzić w CO2.

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • alter.htw.pl
  • Powered by WordPress, © Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.