Month: March 2015

Đồng vị – Wikipedia

Posted on by lordneo

Đồng vị là các phân tử chỉ khác nhau về thành phần đồng vị của chúng. Đơn giản, đồng vị của một loài hóa học có ít nhất một nguyên tử có số nơtron khác với bố mẹ.

Một ví dụ là nước, trong đó các đồng vị liên quan đến hydro của nó là: "nước nhẹ" (HOH hoặc H 2 O), "nước bán nặng" với đồng vị deuterium theo tỷ lệ tương đương với protium ( HDO hoặc 1 H 2 HO), "nước nặng" với hai đồng vị deuterium của hydro trên mỗi phân tử (D 2 O hoặc 2 H 2 O) và "nước siêu nặng" hoặc nước triti (T 2 O hoặc 3 H 2 O, như cũng như HTO [ 1 H 3 HO] và DTO [ 2 H 3 HO]trong đó một số hoặc tất cả các nguyên tử hydro được thay thế bằng đồng vị triti). Các đồng vị liên quan đến oxy của nước bao gồm dạng nước oxy nặng phổ biến (H 2 18 O) và phiên bản khó phân tách hơn với đồng vị O 17 . Cả hai yếu tố có thể được thay thế bằng các đồng vị, ví dụ như trong đồng vị nước được dán nhãn kép D 2 18 O.

Đồng vị khác với các đồng vị ở chỗ nguyên tử của các đồng vị khác nhau có thể được đặt ở bất cứ đâu trong phân tử, trong khi các đồng vị xác định vị trí nguyên tử của các đồng vị khác nhau nằm trong phân tử. Về mặt logic, theo sau hai đồng vị của một hợp chất có thể là đồng vị giống nhau, nhưng hai đồng vị nhất thiết phải là hai đồng vị. Trong ví dụ về etanol đã khử oxit đơn, CH 3 −CH 2 O D và CH 2 D − CH 2 – O − H là hai đồng vị riêng biệt của cùng một đồng vị có công thức phân tử C 2 H 5 DO. Đồng vị tương tự như đồng phân hiến pháp (vị trí tương đối của các nguyên tử trong phân tử). Một số phân tử như nước và carbon dioxide chỉ có một đồng vị trên mỗi đồng vị, vì vị trí của các nguyên tử không trung tâm không thể phân biệt được.

Đồng vị thay thế đơn lẻ [ chỉnh sửa ]

Ứng dụng hóa học phân tích [ chỉnh sửa ]

, trong đó các dung môi đã khử màu như chloroform đã khử màu (CDCl 3 ) không can thiệp vào các chất hòa tan ' 1 H, và trong các nghiên cứu về hiệu ứng đồng vị động học.

Các ứng dụng địa hóa học [ chỉnh sửa ]

Trong lĩnh vực địa hóa đồng vị ổn định, các đồng vị của các phân tử đơn giản chứa các đồng vị nặng hiếm của carbon, oxy, hydro, nitơ và lưu huỳnh được sử dụng để theo dõi quá trình cân bằng và động học trong môi trường tự nhiên và trong quá khứ của Trái đất.

Đồng vị thay thế gấp đôi [ chỉnh sửa ]

Đo lường mức độ phong phú của các đồng vị thay thế gấp đôi của các khí như CO 2 [1] nitơ [3] và oxy [4] đã được sử dụng trong lĩnh vực địa hóa đồng vị ổn định để theo dõi các quá trình cân bằng và động học trong môi trường không thể tiếp cận được bằng cách phân tích các đồng vị thay thế đơn lẻ.

Các đồng vị thay thế gấp đôi được đo hiện tại bao gồm (nhưng không giới hạn ở):

Yêu cầu phân tích [ chỉnh sửa ]

Do độ hiếm tương đối của các đồng vị nặng của C, H và O, IRMS của các loài được thay thế gấp đôi đòi hỏi thể tích khí mẫu lớn hơn và lâu hơn thời gian phân tích hơn các phép đo đồng vị ổn định truyền thống, do đó đòi hỏi thiết bị cực kỳ ổn định. Ngoài ra, các đồng vị thay thế gấp đôi thường chịu sự can thiệp của đẳng lượng, như trong hệ thống mêtan trong đó 13 CH 5 + và 12 3 D + các ion can thiệp vào phép đo 12 CH 2 D 2 + ] 13 CH 3 D + các loài ở khối lượng 18. Một phép đo của các loài như vậy đòi hỏi khả năng phân giải khối lượng rất cao để tách một isobar khỏi một loại khác, [8] hoặc mô hình hóa về sự đóng góp của các loài gây nhiễu cho sự phong phú của các loài quan tâm. Những thách thức phân tích này rất có ý nghĩa: Ấn phẩm đầu tiên đo chính xác các đồng vị thay thế gấp đôi đã không xuất hiện cho đến năm 2004, mặc dù các đồng vị thay thế đơn lẻ đã được đo lường trong nhiều thập kỷ trước đó. [9]

Các thiết bị IRMS nguồn, quang phổ hấp thụ laser diode có thể điều chỉnh cũng đã xuất hiện như một phương pháp để đo lường các loài được thay thế gấp đôi không có sự can thiệp của isobaric, và đã được áp dụng cho đồng vị metan 13 CH 3 D.

Phân đoạn cân bằng [ chỉnh sửa ]

Khi thay thế một đồng vị nhẹ bằng đồng vị nặng (ví dụ: 13 C cho 12 ), liên kết giữa hai nguyên tử sẽ dao động chậm hơn, do đó làm giảm năng lượng điểm không của liên kết và hoạt động để ổn định phân tử. [10] Một đồng vị với liên kết được thay thế gấp đôi do đó ổn định hơn về mặt nhiệt động, sẽ có xu hướng ổn định hơn về mặt nhiệt động. để tạo ra sự phong phú cao hơn của các loài được thay thế gấp đôi (hoặc có thể thay thế) so với dự đoán bởi sự phong phú về mặt thống kê của mỗi đồng vị nặng (được gọi là phân bố đồng vị ngẫu nhiên). Hiệu ứng này tăng cường độ khi nhiệt độ giảm, do đó, sự phong phú của các loài bị vón cục có liên quan đến nhiệt độ mà khí được hình thành hoặc cân bằng. [11] Bằng cách đo sự phong phú của các loài bị vón cục trong các khí tiêu chuẩn hình thành ở trạng thái cân bằng ở nhiệt độ đã biết , nhiệt kế có thể được hiệu chuẩn và áp dụng cho các mẫu không rõ.

Phân đoạn động học [ chỉnh sửa ]

Sự phong phú của các đồng vị thay thế nhân cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các quá trình động học. Đối với các đồng vị thay thế đơn lẻ, khởi hành từ trạng thái cân bằng nhiệt động lực học trong một loài được thay thế gấp đôi có thể ngụ ý sự hiện diện của một phản ứng cụ thể đang diễn ra. Quang hóa xảy ra trong khí quyển đã được chứng minh là làm thay đổi sự phong phú của 18 O 2 từ trạng thái cân bằng, cũng như quang hợp. [12] Các phép đo của 13 ] 3 D và 12 CH 2 D 2 có thể xác định quá trình xử lý metan của vi khuẩn và đã được sử dụng để chứng minh tầm quan trọng của sự hình thành lượng tử trong quá trình hình thành khí mêtan, cũng như pha trộn và cân bằng của nhiều hồ chứa khí mêtan. Sự khác biệt về sự phong phú tương đối của hai N 2 O đồng vị 14 N 15 N 18 O và 15 N 14 N 18 O có thể phân biệt được N 2 O đã được tạo ra bằng quá trình khử nitrat vi khuẩn hay quá trình nitrat hóa vi khuẩn.

Xem thêm [ chỉnh sửa ]

Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

  1. ^ Ghosh, Prosenjit, et al. "13 Liên kết 18 O trong khoáng chất cacbonat: Một loại máy đo nhiệt kế mới". Geochimica et Cosmochimica Acta 70.6 (2006): 1439 Mạnh1456.
  2. ^ Young ED, Kohl IE, Sherwood Lollar B., Etiope G., Rumble D. III, Li S., Haghnegahdar MA, Scha McCain KA, Foustoukos DI, Sutclife C., Warr O., Ballentine CJ, Onstott TC, Hosgormez H., Neubeck A., Marques JM, Pérez-Rodríguez I., Rowe AR, LaRowe DE, Magnabosco C., Ye Ash JL và Bryndzia LT (2017) "Sự phong phú tương đối của 12CH2D2 và 13CH3D đã giải quyết và các cơ chế kiểm soát trật tự liên kết đồng vị trong khí metan phi sinh học và sinh học". Geochimica et Cosmochimica Acta 203, 235 Từ264.
  3. ^ Young, E. D.; Rầm rầm, D. III; Người tự do, P.; Các nhà máy, M. (2016). "Máy quang phổ khối tỷ lệ đồng phân đa khối có độ phân giải cao bán kính lớn để phân tích các đồng vị hiếm của O 2 N 2 và CH 4 và các loại khí khác ". Tạp chí quốc tế về khối phổ . 401 : 1 Ảo10. Mã số: 2016IJMSp.401 …. 1Y. doi: 10.1016 / j.ijms.2016.01.006.
  4. ^ Yeung, L. Y.; Trẻ, E. D.; Schauble, E. A. (2012). "Các phép đo 18O18O và 17O18O trong khí quyển và vai trò của các phản ứng trao đổi đồng vị". Tạp chí nghiên cứu địa vật lý . 117 (D18): D18306. Mã số: 2012JGRD..11718306Y. doi: 10.1029 / 2012JD017992.
  5. ^ Ono, Shuhei (2014). "Phép đo đồng vị metan được thay thế gấp đôi, 13CH3D, bằng phương pháp quang phổ hấp thụ trực tiếp laser hồng ngoại có thể điều chỉnh". Hóa học phân tích . 86 (13): 6487 Tắt6494. doi: 10.1021 / ac5010579. hdl: 1721.1 / 98875. PMID 24895840.
  6. ^ Stolper, D. A.; Phiên, A. L.; Ferreira, A. A.; Neto, E. V. Santos; Schimmelmann, A.; Shusta, S. S.; Valentine, D. L.; Eiler, J. M. (2014). "Kết hợp 13 C hạ D và Dễu D đóng cục trong mêtan: phương pháp và kết quả sơ bộ". Geochim. Cosmochim. Acta . 126 : 169 Ảo191. Mã số: 2014GeCoA.126..169S. doi: 10.1016 / j.gca.2013.10.045.
  7. ^ Magyar, PM, Orphan, VJ và Eiler, JM (2016) Đo lường các đồng vị hiếm của oxit nitơ bằng phương pháp quang phổ khối đa độ phân giải cao . Cộng đồng nhanh chóng. Phổ khối, 30: 1923 Từ1940.
  8. ^ Eiler, John M.; et al. (2013). "Máy quang phổ khối đồng vị nguồn khí có độ phân giải cao". Tạp chí quốc tế về khối phổ . 335 : 45 Kết56. Mã số: 2013IJMSp.335 … 45E. doi: 10.1016 / j.ijms.2012.10.014. CS1 duy trì: Sử dụng triệt để et al. (liên kết)
  9. ^ Eiler, J. M.; Schauble, E. (2004). "18O13C16O trong bầu khí quyển của Trái đất". Geochimica et Cosmochimica Acta . 68 (23): 4767 Điêu4777. Mã số: 2004GeCoA..68.4767E. doi: 10.1016 / j.gca.2004.05.035.
  10. ^ Urey, H. C., 1947. Tính chất nhiệt động của các chất đồng vị. J. Hóa. Sóc. Luân Đôn 1947, 561 Từ581.
  11. ^ Wang, Z.; Schauble, E. A.; Eiler, J. M. (2004). "Nhiệt động lực học cân bằng của các đồng vị thay thế nhân của các khí phân tử". Geochim. Cosmochim. Acta . 68 (23): 4779 Điêu4797. Mã số: 2004GeCoA..68.4779W. doi: 10.1016 / j.gca.2004.05.039.
  12. ^ Yeung, L. Y.; Tro, J. L.; Trẻ, E. D. (2015). "Chữ ký sinh học trong các đồng vị vón cục của O 2 ". Khoa học . 348 (6233): 431 trừ434. Mã số: 2015Sci … 348..431Y. doi: 10.1126 / khoa học.aaa6284. PMID 25908819.

IUPAC, Bản tóm tắt thuật ngữ hóa học tái bản lần 2. ("Sách vàng") (1997). Phiên bản sửa lỗi trực tuyến: (1994) "Đồng vị". doi: 10.1351 / sổ vàng.I03351

Liên kết ngoài [ chỉnh sửa ]

Maclura tricuspidata – Wikipedia

Posted on by lordneo

Maclura tricuspidata là một loại cây có nguồn gốc từ Đông Á, đôi khi được trồng để lấy quả, hơi giống với cây dâu liên quan ( Morus spp.). Nó cũng được biết đến với các tên phổ biến bao gồm cudrang mandarin melon berry tằm gai zhe hoặc (Tiếng Trung: 柘 ; bính âm: zhè ), và dâu Trung Quốc (nhưng không bị nhầm lẫn với Morus australis Tên). Nó cao tới 6 m.

Đền Tanzhe phía tây Bắc Kinh, Trung Quốc được đặt tên theo cây này.

Hồ sơ hóa thạch [ chỉnh sửa ]

Hóa thạch tương tự Maclura tricuspidata đã được thu thập từ Eocene của Pháp, Miocene của Bulgaria, Plococ Nhật Bản. [1]

Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

  1. ^ Martinez Cabrera HI, Cevallos-Ferriz SRS (2006). "Gỗ Maclura (Moraceae) từ Miocene của bán đảo Baja California, Mexico: Lịch sử hóa thạch và địa sinh học của các đồng minh gần gũi hơn". Đánh giá về Palaeobotany và Palynology . 140 : 113 Điện22. doi: 10.1016 / j.revpalbo.2006.03.004. CS1 duy trì: Sử dụng tham số tác giả (liên kết)

Liên kết ngoài [ chỉnh sửa ]

Dữ liệu xuất hiện đầu tiên – Wikipedia

Posted on by lordneo

Mốc xuất hiện đầu tiên là một thuật ngữ được sử dụng bởi các nhà địa chất và cổ sinh vật học để chỉ định sự xuất hiện đầu tiên (lâu đời nhất) của một loài trong hồ sơ địa chất. Nói cách khác, FAD đại diện cho hóa thạch lâu đời nhất về mặt địa chất của một loài cụ thể cho đến nay đã được phát hiện.

FAD thường được sử dụng để chỉ định các phân đoạn theo thang thời gian địa chất. Ví dụ, sự khởi đầu của Giai đoạn Tremadocian trong Thời kỳ Ordovic được đánh dấu bằng sự xuất hiện đầu tiên (FAD) của conodont Iapetognathus errivagus trong hồ sơ địa chất. Điều này xảy ra ở giường 23 của sự hình thành đá được gọi là phần Green Point, nằm ở phía tây Newfoundland, cũng như các tầng địa chất tương quan ở nhiều nơi trên thế giới.

Điện tích bề mặt – Wikipedia

Posted on by lordneo

Điện tích bề mặt là chênh lệch điện thế giữa bề mặt bên trong và bên ngoài của pha phân tán trong chất keo. Có nhiều quá trình khác nhau có thể dẫn đến một bề mặt bị tích điện, bao gồm sự hấp phụ các ion, protonation / deprotonation và ứng dụng của điện trường ngoài. Điện tích bề mặt làm cho hạt phát ra điện trường, gây ra lực đẩy và lực hút của hạt, ảnh hưởng đến nhiều tính chất keo. [1]

Điện tích bề mặt thực tế luôn xuất hiện trên bề mặt hạt khi được đặt vào chất lỏng. Hầu hết các chất lỏng chứa các ion, dương (cation) và âm tính (anion). Các ion này tương tác với bề mặt vật thể. Sự tương tác này có thể dẫn đến sự hấp phụ của một số trong số chúng trên bề mặt. Nếu số lượng cation bị hấp phụ vượt quá số lượng anion bị hấp phụ, bề mặt sẽ có điện tích dương.

Sự phân ly của nhóm hóa học bề mặt là một cơ chế có thể khác dẫn đến điện tích bề mặt.

Mật độ [ chỉnh sửa ]

Mật độ điện tích bề mặt được định nghĩa là lượng điện tích, q, hiện diện trên một bề mặt của khu vực nhất định, A: [2] [[19659008] cần trích dẫn đầy đủ ]

Các dây dẫn [ chỉnh sửa ]

Theo luật của Gauss, một dây dẫn ở trạng thái cân bằng mang dòng điện ứng dụng không có điện tích bên trong. Thay vào đó, toàn bộ điện tích của dây dẫn nằm trên bề mặt và có thể được biểu thị bằng phương trình:

trong đó E là điện trường gây ra bởi điện tích trên dây dẫn và

ϵ 0 { displaystyle epsilon _ {0}}

là độ thấm của không gian trống. Phương trình này chỉ hoàn toàn chính xác đối với các dây dẫn có diện tích vô hạn lớn, nhưng nó cung cấp một xấp xỉ tốt nếu E được đo ở bề mặt của dây dẫn. [3]

Chất keo và vật chìm [ chỉnh sửa ] 19659018] Khi một bề mặt được ngâm trong dung dịch chứa chất điện giải, nó sẽ phát triển điện tích bề mặt ròng. Điều này thường là do sự hấp phụ ion. Các dung dịch nước thường chứa các ion dương và âm (tương ứng là cation và anion), tương tác với các điện tích một phần trên bề mặt, hấp phụ và do đó làm ion hóa bề mặt và tạo ra điện tích bề mặt ròng. [8] Điện tích ròng này tạo ra điện thế bề mặt [L]làm cho bề mặt bị bao quanh bởi một đám mây các ion phản ứng, kéo dài từ bề mặt vào dung dịch, và nói chung cũng dẫn đến lực đẩy giữa các hạt. Các điện tích một phần trong vật liệu càng lớn thì càng có nhiều ion bị hấp phụ lên bề mặt và đám mây của các ion phản ứng càng lớn. Một giải pháp có nồng độ chất điện giải cao hơn cũng làm tăng kích thước của đám mây phản ion. Lớp ion / phản ứng này được gọi là lớp kép điện. [9]

Độ pH của dung dịch cũng có thể ảnh hưởng lớn đến điện tích bề mặt vì các nhóm chức có mặt trên bề mặt của các hạt thường có thể chứa oxy hoặc nitơ, hai nguyên tử có thể bị proton hóa hoặc khử hóa. Do đó, khi nồng độ của các ion hydro thay đổi, điện tích bề mặt của các hạt cũng thay đổi. Ở một độ pH nhất định, điện tích bề mặt trung bình sẽ bằng không; đây được gọi là điểm của điện tích bằng không (PZC). [1] Một danh sách các chất phổ biến và các PZC liên quan của chúng được hiển thị bên phải.

Tiềm năng liên vùng [ chỉnh sửa ]

Giao diện được định nghĩa là ranh giới chung được hình thành giữa hai pha khác nhau, như giữa chất rắn và khí. [1] Điện thế hoặc điện tích. , là kết quả của khả năng của một vật thể được di chuyển trong một điện trường. Do đó, một tiềm năng giao thoa được định nghĩa là một điện tích nằm ở ranh giới chung giữa hai pha (ví dụ, một axit amin như glutamate trên bề mặt của protein có thể có axit carboxylic chuỗi bên bị khử trong môi trường có pH lớn hơn 4,1 để tạo ra một axit amin tích điện ở bề mặt, sẽ tạo ra một tiềm năng giao thoa). Tiềm năng liên vùng chịu trách nhiệm cho sự hình thành của lớp kép điện, có một phạm vi ứng dụng rộng rãi trong những gì được gọi là hiện tượng điện di. Sự phát triển của lý thuyết về lớp kép điện được mô tả dưới đây.

Helmholtz [ chỉnh sửa ]

Mô hình được mệnh danh là 'lớp kép điện' lần đầu tiên được giới thiệu bởi Hermann von Helmholtz. Nó giả định rằng một dung dịch chỉ bao gồm các chất điện phân, không có phản ứng xảy ra gần điện cực có thể chuyển electron và chỉ có tương tác Van der Waals giữa các ion trong dung dịch và điện cực. Những tương tác này chỉ phát sinh do mật độ điện tích liên quan đến điện cực phát sinh từ sự thừa hoặc thiếu điện tử ở bề mặt của điện cực. Để duy trì tính trung lập điện, điện tích của điện cực sẽ được cân bằng bởi sự phân phối lại các ion gần bề mặt của nó. Các ion bị thu hút do đó tạo thành một lớp cân bằng điện tích của điện cực. Khoảng cách gần nhất mà một ion có thể đến điện cực sẽ được giới hạn trong bán kính của ion cộng với một quả cầu hòa tan duy nhất xung quanh một ion riêng lẻ. Nhìn chung, hai lớp điện tích và điện thế rơi từ điện cực xuống cạnh của lớp ngoài (Mặt phẳng Helmholtz bên ngoài) được quan sát thấy. Với mô tả ở trên, mô hình Helmholtz có bản chất tương đương với một tụ điện với hai bản tích điện riêng biệt, theo đó sự sụt giảm tiềm năng tuyến tính được quan sát thấy ở khoảng cách ngày càng tăng từ các bản.
Mô hình Helmholtz, trong khi nền tảng tốt cho mô tả giao diện không tính đến một số yếu tố quan trọng: khuếch tán / trộn trong dung dịch, khả năng hấp phụ trên bề mặt và tương tác giữa các khoảnh khắc lưỡng cực dung môi và điện cực . [10]

Gouy-Chapman [ chỉnh sửa ]

Nhiều lớp điện tích âm tích tụ gần một bề mặt tích điện dương tạo thành một lớp kép.

Lý thuyết Gouy-Chapman mô tả hiệu ứng của lớp một điện tích bề mặt tĩnh trên điện thế của bề mặt. [11] "Gouy cho rằng tiềm năng giao thoa ở bề mặt tích điện có thể được quy cho sự hiện diện của một số ion mang điện tích trên bề mặt của nó và với một số lượng ion đối diện bằng nhau tích điện trong dung dịch. "[12] Một điện tích bề mặt dương sẽ tạo thành một lớp kép, vì các ion âm trong dung dịch có xu hướng cân bằng điện tích bề mặt dương. Các ion truy cập không được giữ cứng, nhưng có xu hướng khuếch tán vào pha lỏng cho đến khi tiềm năng truy cập được thiết lập bởi sự ra đi của chúng hạn chế xu hướng này. Động năng của các ion truy cập, một phần, sẽ ảnh hưởng đến độ dày của lớp kép khuếch tán. Mối quan hệ giữa C, nồng độ ion phản ứng ở bề mặt và

C o { displaystyle C_ {o}}

nồng độ ion truy cập trong giải pháp bên ngoài, là yếu tố Boltzmann:

Trong đó z là điện tích của ion, e là điện tích của một proton, k là hằng số Boltzmann và là điện thế của điện tích bề mặt.

Tuy nhiên, điều này không chính xác gần bề mặt, bởi vì nó giả định rằng nồng độ mol bằng với hoạt động. Nó cũng giả định rằng các ion được mô hình hóa như điện tích điểm và sau đó đã được sửa đổi. Một cải tiến của lý thuyết này, được gọi là lý thuyết Gouy-Chapman đã được sửa đổi, bao gồm kích thước hữu hạn của các ion liên quan đến sự tương tác của chúng với bề mặt dưới dạng mặt phẳng tiếp cận gần nhất. [13]

Tiềm năng bề mặt [ chỉnh sửa ]

Mối quan hệ giữa điện tích bề mặt và điện thế bề mặt có thể được biểu thị bằng phương trình Grahame, xuất phát từ lý thuyết Gouy-Chapman bằng cách giả sử điều kiện độ âm điện, trong đó nêu rõ tổng điện tích của lớp kép phải bằng giá trị âm của điện tích bề mặt. Sử dụng phương trình Poisson một chiều và giả sử rằng, ở một khoảng cách vô cùng lớn, độ dốc tiềm năng bằng 0, phương trình Grahame thu được: [1]