Cтраница 3
Поэтому используются газовые источники ионов, в которых ионизация осуществляется электронным ударом. При изучении водорода и др. распространенных элементов, для которых характерны малые вариации изотопного состава ( С, N, О, S), реальная погрешность измерений составляет от 0 2 до 0 5 % о ( для водорода - 2 % о) при анализе от 0 1 до 1 0 см3 препарата. При измерении изотопного состава микрокомпонентов - инертных газов - принимают меры по максимальному снижению порога чувствительности. [31]
Подчеркнем, что нередко к антропогенным воздействиям приписывают и обычные природные процессы. Например, в адрес России неоднократно выдвигались претензии по поводу больших выбросов метана на объектах РАО Газпром в Западной Сибири. Между тем уникальные измерения изотопного состава СН4 в России, проведенные с помощью передвижного вагона-лаборатории, показали, что практически весь метан над Западной Сибирью имеет природное биогенное происхождение и никак не связан с газодобычей. Иными словами, потери на российских объектах газодобычи примерно такие же, как и на объектах западных стран. [32]
Вследствие того что изотопы одного и того же элемента имеют одинаковую электронную структуру, которая в основном определяет химическое поведение атома, изотопный эффект зависит исключительно от массы изотопов, взятых для сравнения. Имеются два метода исследования изотопного эффекта. В одном из них проводится измерение изотопного состава исходных веществ и продуктов реакции, пока она еще не закончилась. Вследствие различия в скорости реакции веществ с легким и тяжелым изотопами ( более легкий изотоп реагирует быстрее, что будет обосновано далее) обычно исходные вещества обогащаются тяжелым изотопом, а продукты реакции - легким. В другом методе проводится непосредственно измерение скорости реакции как с веществами, содержащими легкий изотоп, так и с веществами, содержащими тяжелый изотоп. Последний метод применяется, правда, только в случае, если изотопы сильно различаются по массе, и поэтому практически ограничен реакциями с участием изотопов водорода. Основной областью применения изотопного эффекта как раз и является исследование реакций веществ, содержащих атомы водорода. [33]
При молекулярном истечении исследуемого газа через капилляры всегда происходит разделение компонентов газовой смеси в зависимости от массового числа. По этой причине с течением времени в каждом баллоне объемом V напускной системы оставшаяся часть газового образца обогащается тяжелым изотопом. Если степень разделения значительна за время, необходимое для проведения измерения изотопного состава образца, результаты анализа несколько искажаются. Правда, исключение подобных ошибок при масс-спектрометрическом анализе методом разбаланса несколько упрощается ввиду идентичности условий для разных напускных каналов - разделение происходит, но обогащение одинаково для стандарта и образца. [34]
Тепловой разброс молекул по скоростям также вносит значительное искажение в изотопные - отношения. Следует учитывать и вторичные процессы, протекающие в ионном источнике и приемнике. Размытость пучка ( сферическая и хроматическая аберрации) приводит к ошибкам при измерении изотопного состава. [35]
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 тяжелых 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, NO, NO2, O2, CO 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 расчета количества меченых стабильными изотопами препаратов при их трансформации в биологическом круговороте. [36]
Поэтому используются газовые источники ионов, в которых ионизация осуществляется электронным ударом. При изучении водорода и др. распространенных элементов, для которых характерны малые вариации изотопного состава ( С, N. О, 5), реальная погрешность измерений составляет от 0 2 до 0 5 % о ( для водорода - 2 % о) при анализе от 0 1 до 1 0 см3 препарата. При измерении изотопного состава микрокомпонентов - инертных газов - принимают меры по максимальному снижению порога чувствительности. [37]
Своим развитием в текущем столетии химия очень многим обязана успехам современной физики. В развитие ядерной физики химики-органики внесли небольшой и в основном технологический вклад, но теперь, когда ядерная энергия находит столь эффектное и полезное и вредное применение, нас это касается даже несколько больше, чем других. Однако оказывается, что ионные ускорители и ядерные реакторы могут снабжать нас искусственными изотопами, в особенности радиоактивными, которые в них получаются в качестве побочных продуктов; оказывается также, что физические приборы, например счетчик Гейгера-Мюллера и электрометр, позволяют измерять относительное количество радиоактивных изотопов, когда они находятся в смеси с устойчивыми изотопами. С другой стороны, масс-снектрография развилась из средства для простой демонстрации того факта, что большинство элементов в природе является смесью изотопов, до точного метода количественного анализа смесей, содержащих ядра с различной массой. Благодаря этим приборам, которые непрерывно совершенствуются, измерение изотопного состава становится обычным в лабораторной практике. [38]
Простейшим химическим применением изотопов, вероятно, является их применение в технике изотопного разбавления. Не всегда можно определить абсолютное количество вещества в смеси путем его количественного выделения или с помощью испытания, на которое реагировало бы только нужное нам вещество. Из трех известных величин: вес добавленного вещества, содержание изотопов в нем и количество изотопов в пробе-легко вычислить вес неизотопного вещества в исходной смеси. Трудность приготовления меченого вещества смягчается тем, что изотопные атомы могут находиться в любом месте молекулы, если в процессе выделения они не подвергаются изменениям; потери же, возникающие в этом процессе, не влияют на результат, если для измерения изотопного состава можно выделить достаточно чистого вещества. Метод изотопного разбавления не нуждается в допущениях относительно строения молекул или механизма реакции: его теоретическая основа проста и неуязвима. [39]
На рис. 1 представлена схема изотопной обменной системы этих авторов. Главной Частью обменной системы являлась газовая циркуляционначя система, состоящая - из парортутного диффузионного насоса ( Р), двойного, ртутного затвора ( С), измерительной камеры с платиновой нитью ( К) и реакторной трубки ( V), с помещенным в ней катализатором. Направление потока через систему указывается стрелками. Суть метода заключается в следующем. Из сосуда ( R) в газоциркуляционную систему вводится определенное количество паров тяжелой воды. После впуска давление в циркуляционной системе составляет около 20 - 25 мм рт. ст., причем с таким давлением диффузионный ртутный насос, примененный авторами статьи, способен проводить циркуляцию со скоростью около 500 еж3, в минуту. Для измерения изотопного состава паров воды часть паров отсекается ртутным затвором ( С) в измерительной камере ( К) с платиновой нитью. Остальная часть паров продолжает циркулировать по укороченному nyTHi После измерения изотопного состава затвор ( С) открывается и восстанавливается прежняя циркуляция паров. [40]
На рис. 1 представлена схема изотопной обменной системы этих авторов. Главной частью обменной системы являлась газовая циркуляционная система, состоящая из парортутного диффузионного насоса ( Р), двойного ртутного затвора ( С), измерительной камеры с платиновой нитью ( К) и реакторной трубки ( V), с помещенным в ней катализатором. Направление потока через систему указывается стрелками. Суть метода заключается в следующем. Из сосуда ( R) в газоциркуляционную систему вводится определенное количество паров тяжелой воды. После впуска давление в циркуляционной системе составляет около 20 - 25 мм рт. ст., причем с таким давлением диффузионный ртутный насос, примененный авторами статьи, способен проводить циркуляцию со скоростью около 500 с. Для измерения изотопного состава паров воды часть паров отсекается ртутным затвором ( С) в измерительной камере ( л) с платиновой нитью. Остальная часть паров продолжает циркулировать по укороченному пути. После измерения изотопного состава затвор ( С) открывается и восстанавливается прежняя циркуляция паров. [41]
На рис. 1 представлена схема изотопной обменной системы этих авторов. Главной Частью обменной системы являлась газовая циркуляционначя система, состоящая - из парортутного диффузионного насоса ( Р), двойного, ртутного затвора ( С), измерительной камеры с платиновой нитью ( К) и реакторной трубки ( V), с помещенным в ней катализатором. Направление потока через систему указывается стрелками. Суть метода заключается в следующем. Из сосуда ( R) в газоциркуляционную систему вводится определенное количество паров тяжелой воды. После впуска давление в циркуляционной системе составляет около 20 - 25 мм рт. ст., причем с таким давлением диффузионный ртутный насос, примененный авторами статьи, способен проводить циркуляцию со скоростью около 500 еж3, в минуту. Для измерения изотопного состава паров воды часть паров отсекается ртутным затвором ( С) в измерительной камере ( К) с платиновой нитью. Остальная часть паров продолжает циркулировать по укороченному nyTHi После измерения изотопного состава затвор ( С) открывается и восстанавливается прежняя циркуляция паров. [42]
На рис. 1 представлена схема изотопной обменной системы этих авторов. Главной частью обменной системы являлась газовая циркуляционная система, состоящая из парортутного диффузионного насоса ( Р), двойного ртутного затвора ( С), измерительной камеры с платиновой нитью ( К) и реакторной трубки ( V), с помещенным в ней катализатором. Направление потока через систему указывается стрелками. Суть метода заключается в следующем. Из сосуда ( R) в газоциркуляционную систему вводится определенное количество паров тяжелой воды. После впуска давление в циркуляционной системе составляет около 20 - 25 мм рт. ст., причем с таким давлением диффузионный ртутный насос, примененный авторами статьи, способен проводить циркуляцию со скоростью около 500 с. Для измерения изотопного состава паров воды часть паров отсекается ртутным затвором ( С) в измерительной камере ( л) с платиновой нитью. Остальная часть паров продолжает циркулировать по укороченному пути. После измерения изотопного состава затвор ( С) открывается и восстанавливается прежняя циркуляция паров. [43]