Fraccionamiento cinético
 | Este artículo necesita citas adicionales para su verificación . ( diciembre de 2009 ) |
El fraccionamiento cinético es un proceso de fraccionamiento isotópico que separa los isótopos estables entre sí por su masa durante procesos unidireccionales. Los procesos biológicos son generalmente unidireccionales y son muy buenos ejemplos de reacciones isotópicas "cinéticas". Todos los organismos utilizan preferentemente especies isotópicas más ligeras, porque los "costes energéticos" son más bajos, lo que resulta en un fraccionamiento significativo entre el sustrato (más pesado) y el producto biológicamente mediado (más ligero). Como un ejemplo, la fotosíntesis preferentemente ocupa el isótopo ligero de carbono 12 C durante la asimilación de un atmosféricas de CO 2 molécula. Este fraccionamiento cinético de isótoposexplica por qué el material vegetal (y, por lo tanto, los combustibles fósiles, que se derivan de las plantas) generalmente se agota en 13 C en un 25 por mil (2,5 por ciento) en relación con la mayor parte del carbono inorgánico en la Tierra. [1]
Un ejemplo natural de fraccionamiento cinético no biológico ocurre durante la evaporación del agua de mar para formar nubes en condiciones en las que una parte del transporte es unidireccional, como la evaporación en aire muy seco. En este caso, las moléculas de agua isotópicamente más ligeras (es decir, aquellas con 16 O ) se evaporarán un poco más fácilmente que las moléculas de agua isotópicamente más pesadas con 18 O , y esta diferencia será mayor de lo que sería si la evaporación tuviera lugar en equilibrio. condiciones (con transporte bidireccional).
Durante este proceso, los isótopos de oxígeno se fraccionan : las nubes se enriquecen con 16 O y el agua de mar se enriquece en 18 O. Mientras que el fraccionamiento en equilibrio hace que el vapor se reduzca en aproximadamente 10 por mil (1%) en 18 O en relación con el agua líquida, El fraccionamiento cinético mejora este fraccionamiento y, a menudo, hace que el vapor se agote aproximadamente en un 15 por mil (1,5%). La condensación ocurre casi exclusivamente por procesos de equilibrio, por lo que enriquece las gotitas de las nubes algo menos de lo que la evaporación agota el vapor. Esto explica parte de la razón por la que se observa que el agua de lluvia es isotópicamente más liviana que el agua de mar.
El isótopo de hidrógeno en el agua, el deuterio, es mucho menos sensible al fraccionamiento cinético que los isótopos de oxígeno, en relación con el muy grande fraccionamiento de equilibrio del deuterio. Por esta razón, el fraccionamiento cinético no agota el deuterio, en un sentido relativo, tanto como el 18 O. Esto da lugar a un exceso de deuterio en el vapor y la lluvia, en relación con el agua de mar. El valor de este "exceso de deuterio", como se le llama, es de aproximadamente +10 por mil (1%) en la mayoría de las aguas meteóricas y su valor distinto de cero es una manifestación directa del fraccionamiento cinético de isótopos.
Un tratamiento generalizado de los efectos isotópicos cinéticos es mediante las ecuaciones GEBIK y GEBIF que describen los efectos isotópicos cinéticos transitorios . [2]
Otros tipos de fraccionamiento
- Fraccionamiento de equilibrio
- Fraccionamiento independiente de la masa
- Fraccionamiento de isótopos cinéticos transitorios
Ver también
Referencias
- ^ Carol Kendall (2004). "Fundamentos de la geoquímica de isótopos estables" . USGS . Consultado el 10 de abril de 2014 .
- ^ Maggi F. y WJ Riley, (2010), Tratamiento matemático de la especiación y fraccionamiento de isotopólogos e isotopómeros en cinética bioquímica, Geochim. Cosmochim. Acta, doi : 10.1016 / j.gca.2009.12.021
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