1. 同位素海洋化学
只能是理论上说一说,实际上目前还办不到。
氘和氚都是氢的同位素,由氘和氚与氧组成的也是水,但叫重水。海水中氘的含量为十万分之三,即1升海水中含有0.03克氘。地球上海水的总体积为13.7亿立方公里,所以海水中总共含有40万亿吨的氘。
但要把氘从海水中提取出来是非常困难的。
首先是制取重水。重水也是水,与普通的水化学性质完全相同,只是物理性质稍有不同。比如,普通水的密度为1克/厘米^3,而重水的密度为1.056克/厘米^3;普通水的沸点为100℃,重水的沸点为101.42℃;普通水的冰点为0℃,重水的冰点为 3.8℃;普通水很容易被电解为氢和氧,而重水很难被电解。此外,普通水能够滋养生命,培育万物,而重水则不能使种子发芽。人和动物若是喝了重水,还会引起死亡。
在工业上,通常是利用普通水与重水的沸点差和电解性质不同来制取重水。就是反复蒸发或电解水,最后剩下的就是高浓度的重水了,然后再电解,就可以制得氘。
但目前也只是为核电站制取重水,用来制造重水型反应堆(现在这种反应堆已经淘汰了),还没有用此方法制取氘。主要是工艺技术还不成熟,能耗也太高,不合算。
2. 同位素 化学
具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素(Isotope)。
例如:氕、氘和氚,它们原子核中都有1个质子,但是它们的原子核中却分别有0个中子、1个中子及2个中子,所以它们互为同位素。其中,氕的相对原子质量为1.007947,氘的相对原子质量为2.274246,氚的相对原子质量为3.023548,氘几乎比氕重一倍,而氚则几乎比氕重二倍。
同位素具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一,在元素周期表上占有同一位置,化学性质几乎相同(氕、氘和氚的性质有些微差异),但原子质量或质量数不同,从而其质谱性质、放射性转变和物理性质(例如在气态下的扩散本领)有所差异。同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数(例如碳14,一般用14C来表示)。
在自然界中天然存在的同位素称为天然同位素,人工合成的同位素称为人造同位素。如果该同位素是有放射性的话,会被称为放射性同位素。每一种元素都有放射性同位素。有些放射性同位素是自然界中存在的,有些则是用核粒子,如质子、a粒子或中子轰击稳定的核而人为产生的。
基本性质
同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一,在元素周期表上占有同一位置,化学行为几乎相同,但原子量或质量数不同,从而其质谱行为、放射性转变和物理性质(例如在气态下的扩散本领)有所差异。同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数(质子数+中子数),左下角注明质子数。 例如碳14,一般用14C而不用C-14。
自然界中许多元素都有同位素。同位素有的是天然存在的,有的是人工制造的,有的有放射性,有的没有放射性。
同一元素的同位素虽然质量数不同,但他们的化学性质基本相同(如:化学反应和离子的形成),物理性质有差异[主要表现在质量上(如:熔点和沸点)]。自然界中,各种同位素的原子个数百分比一定。
同位素是指具有相同核电荷但不同原子质量的原子(核素)。在19世纪末先发现了放射性同位素,随后又发现了天然存在的稳定同位素,并测定了同位素的丰度。大多数天然元素都存在几种稳定的同位素。同种元素的各种同位素质量不同,但化学性质几乎相同。
自19世纪末发现了放射性以后,到20世纪初,人们发现的放射性元素已有30多种,而且证明,有些放射性元素虽然放射性显著不同,但化学性质却完全一样。
3. 同位素在海洋地球化学中的应用
自然界中氧以16O、17O、18O三种同位素的形式存在,相对丰度分别为99.756%、0.039%、0.205%[1],天然物质的氧同位素组成通常用由18O/16O比值确定的δ(18O)来描述,一般采用标准平均海洋水(SMOW)作为标准品。
氧同位素在地球科学中广泛用于确定成岩成矿物质来源及成岩成矿温度。在生物学和医学上有广泛应用前景。氧同位素在地理学中被用作年代确定的参考,常用于冰川的断代。
4. 海洋同位素阶段
氧同位素的原理是自然界中氧以16O、17O、18O三种同位素的形式存在,相对丰度分别为99.756%、0.039%、0.205%,天然物质的氧同位素组成通常用由18O/16O比值确定的δ(18O)来描述,一般采用标准平均海洋水(SMOW)作为标准品。
氧同位素在地球科学中广泛用于确定成岩成矿物质来源及成岩成矿温度。在生物学和医学上有广泛应用前景。
氧同位素在地理学中被用作年代确定的参考,常用于冰川的断代。
5. 海水氧同位素
氘和氚都是氢的同位素,由氘和氚与氧组成的也是水,但叫重水。海水中氘的含量为十万分之三,即1升海水中含有0.03克氘。地球上海水的总体积为13.7亿立方公里,所以海水中总共含有40万亿吨的氘。
但要把氘从海水中提取出来是非常困难的。
首先是制取重水。重水也是水,与普通的水化学性质完全相同,只是物理性质稍有不同。比如,普通水的密度为1克/厘米^3,而重水的密度为1.056克/厘米^3;普通水的沸点为100℃,重水的沸点为101.42℃;普通水的冰点为0℃,重水的冰点为 3.8℃;普通水很容易被电解为氢和氧,而重水很难被电解。此外,普通水能够滋养生命,培育万物,而重水则不能使种子发芽。人和动物若是喝了重水,还会引起死亡。
在工业上,通常是利用普通水与重水的沸点差和电解性质不同来制取重水。就是反复蒸发或电解水,最后剩下的就是高浓度的重水了,然后再电解,就可以制得氘。
但目前也只是为核电站制取重水,用来制造重水型反应堆(现在这种反应堆已经淘汰了),还没有用此方法制取氘。主要是工艺技术还不成熟,能耗也太高,不合算。