同位素分析

同位素分析

同位素分析是對元素同位素的組成和原子量測量的一種分析方法。

基本介紹

  • 中文名:同位素分析
  • 外文名:isotope analysis
  • 領域:環境工程
  • 學科:環境工程學
簡介,同位素稀釋法,同位素標記法,同位素基本性質,同位素開發套用,

簡介

對元素同位素的組成和原子量測量的一種分析方法。主要有:同位素稀釋法、同位素標記法、極低或高豐度分析、極微樣品分析等。通過峰高的測量能準確地表征樣品的同位素組成,通常用質譜進行測定。由於涉及的質量範圍較窄,峰很易辨認。故易於分析。20世紀60年代以來,通過同位素稀釋法和穩定同位素標記技術,使此分析方法擴展到環境科學、生物學、臨床醫學、藥學和農學等領域。

同位素稀釋法

同位素稀釋法是一種套用放射性同位素(或穩定同位素)進行化學分析的一種方法。將一定量已知放射性比度(穩定同位素則用比豐度)的同位素或標記化合物加入試樣中,與被測物質均勻混和,待交換完全後,再用化學力一法分離出被測元素或化合物,提純並測定其放射性比度(或比豐度),按其放射性比度(或比豐度)的改變,根據一定的關係式,可計算該元素在試樣中的含量。此法優點是不需定量地分離出被測元素或化合物,適用於成分複雜、分離困難的樣品分析。同位素稀釋法發展到現在,基本上可分為三個階段:測定放射性比度的同位素稀釋;亞計量同位素稀釋;亞一超當量通用同位素稀釋。

同位素標記法

同位素標記法:同位素可用於追蹤物質的運行和變化規律。藉助同位素原子以研究有機反應歷程的方法。即同位素用於追蹤物質運行和變化過程時,叫做示蹤元素。用示蹤元素標記的化合物,其化學性質不變。科學家通過追蹤示蹤元素標記的化合物,可以弄清化學反應的詳細過程。這種科學研究方法叫做同位素標記法。同位素標記法也叫同位素示蹤法。

同位素基本性質

同位素是具有相同原子序數的同一化學元素的兩種或多種原子之一,在元素周期表上占有同一位置,化學行為幾乎相同,但原子量或質量數不同,從而其質譜行為、放射性轉變和物理性質(例如在氣態下的擴散本領)有所差異。同位素的表示是在該元素符號的左上角註明質量數(質子數+中子數),左下角註明質子數。 例如碳14,一般用14C而不用C-14。自然界中許多元素都有同位素。同位素有的是天然存在的,有的是人工製造的,有的有放射性,有的沒有放射性。同一元素的同位素雖然質量數不同,但他們的化學性質基本相同(如:化學反應和離子的形成),物理性質有差異[主要表現在質量上(如:熔點和沸點)。自然界中,各種同位素的原子個數百分比一定。同位素是指具有相同核電荷但不同原子質量的原子(核素)。在19世紀末先發現了放射性同位素,隨後又發現了天然存在的穩定同位素,並測定了同位素的豐度。大多數天然元素都存在幾種穩定的同位素。同種元素的各種同位素質量不同,但化學性質幾乎相同。自19世紀末發現了放射性以後,到20世紀初,人們發現的放射性元素已有30多種,而且證明,有些放射性元素雖然放射性顯著不同,但化學性質卻完全一樣。

同位素開發套用

許多同位素有重要的用途,例如C-12是作為確定原子量標準的原子; 兩種H原子是製造氫彈的材料; U-235是製造核子彈的材料和核反應堆的原料。同位素示蹤法廣泛套用於科學研究(如國防)、工農業生產和醫療技術方面,例如用O標記化合物確證了酯化反應的歷程, I 用於甲狀腺吸碘機能的實驗等。

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