
【化】 isotopic abundance measurement
同位素丰度测量(Isotopic Abundance Measurement)是指测定某种元素中各同位素在自然界或特定样品中相对含量(即丰度)的过程。该概念可从汉英词典角度拆解为:
同位素丰度测量依赖质谱分析法(如质谱仪),通过离子化样品并分离不同质荷比的离子,计算各同位素的信号强度比值。例如,测量氧同位素(16O、17O、18O)时,质谱仪可精确区分其质量差异并输出丰度数据。其他方法包括核磁共振(NMR)和光谱法,但质谱法因精度高(误差<0.01%)成为主流。
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)明确定义同位素丰度为“特定同位素原子数占该元素总原子数的分数”。中国国家标准《GB/T 14840-2010》规范了质谱法测量流程,强调校准需使用国际标准物质(如NIST SRM 987锶同位素)。
同位素丰度($A_i$)的数学表达为:
$$
A_i = frac{Ni}{sum{k=1}^{n} N_k} times 100%
$$
其中$N_i$为同位素$i$的原子数,$n$为总同位素种类。
权威参考来源:
同位素丰度测量是指通过实验或计算手段确定某元素中不同同位素的自然分布比例。以下为详细解释:
同位素丰度指自然界中某元素的特定同位素占该元素所有同位素总量的百分比。例如碳元素中,碳-12的丰度约为98.89%,碳-13为1.11% 。该数值具有地域稳定性,地球自然来源的同位素丰度通常为固定常数。
质谱分析法
通过质谱仪检测同位素峰的相对强度,例如含碳化合物在质谱图中会因碳-13产生M+1峰,其强度与同位素丰度成正比。高分辨质谱(HRMS)可精确测定质荷比(m/z),误差小于5ppm。
自然丰度计算法
根据元素周期表中的平均原子质量反推同位素丰度。例如铀的同位素丰度比为:U-238(99.28%)、U-235(0.71%)、U-234(0.0058%)。计算公式为:
$$
M = frac{ax + b}{x + 1}
$$
其中a、b为同位素质量,x为丰度比。
如需了解具体实验操作或公式推导细节,可参考质谱分析及同位素地球化学相关文献。
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