Oxígeno-18

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Oxígeno-18,  ¹⁸ O

General
Símbolo	18 O
Nombres	oxígeno-18, O-18, Ω Oxígeno pesado
Protones	8
Neutrones	10
Datos de nucleidos
Abundancia natural	0,2%
Media vida	estable
Masa de isótopos	17,9991610 u
Girar	0
Isótopos de oxígeno Tabla completa de nucleidos

Oxígeno-18 (¹⁸
O , Ω ^[1] ) es un isótopo estable natural de oxígeno y uno de los isótopos ambientales .

¹⁸
El O es un precursor importante para la producción de fluorodesoxiglucosa (FDG) que se utiliza en la tomografía por emisión de positrones (PET). Generalmente, en la industria de los radiofármacos , el agua enriquecida ( H
₂¹⁸
O ) es bombardeado con iones de hidrógeno en un ciclotrón o un acelerador lineal , creando flúor-18 . Esto luego se sintetiza en FDG y se inyecta a un paciente. También se puede usar para hacer una versión extremadamente pesada de agua cuando se combina con tritio ( hidrógeno -3):³
H
₂¹⁸
O o T
₂¹⁸
O . Este compuesto tiene una densidad casi un 30% mayor que la del agua natural. ^[2]

Las medidas precisas de ¹⁸
O confiar en los procedimientos adecuados de análisis, preparación y almacenamiento de muestras. ^[3]

Paleoclimatología

En los núcleos de hielo, principalmente árticos y antárticos , la relación de¹⁸
O a^dieciséis
O (conocido como δ¹⁸
O ) se puede utilizar para determinar la temperatura de precipitación a lo largo del tiempo. Suponiendo que la circulación atmosférica y la elevación no hayan cambiado significativamente sobre los polos, la temperatura de formación de hielo se puede calcular como el fraccionamiento de equilibrio entre las fases del agua que se conoce para diferentes temperaturas. Las moléculas de agua también están sujetas al fraccionamiento de Rayleigh ^{[4] a} medida que el agua atmosférica se mueve desde el ecuador hacia los polos, lo que resulta en un agotamiento progresivo de¹⁸
O , o menor δ¹⁸
O valores. En la década de 1950, Harold Urey realizó un experimento en el que mezcló agua normal y agua con oxígeno-18 en un barril y luego congeló parcialmente el contenido del barril.
El radio¹⁸
O /^dieciséis
O (δ¹⁸
O ) también se puede utilizar para determinar la paleotermometría en ciertos tipos de fósiles. Los fósiles en cuestión tienen que mostrar un crecimiento progresivo en el animal o la planta que representa el fósil. El material fósil utilizado es generalmente calcita o aragonito , sin embargo también se ha realizado paleotermometría de isótopos de oxígeno de fósiles fosfatados utilizando CAMARONES . ^[5] Por ejemplo, las variaciones estacionales de temperatura pueden determinarse a partir de una concha de mar de una vieira.. A medida que crece la vieira, se ve una extensión en la superficie de la concha. Se puede medir cada banda de crecimiento y se utiliza un cálculo para determinar la temperatura probable del agua de mar en comparación con cada crecimiento. La ecuación para esto es:

${\displaystyle T=A+B\cdot \left(\left(\delta {\ce {^{18}O}}\right)\overbrace {{\ce {CaCO3}}} ^{\text{calcite}}-\left(\delta {\ce {^{18}O}}\right)\overbrace {{\ce {H2O}}} ^{\text{water}}\right)}$

Donde T es la temperatura en grados Celsius y A y B son constantes.

Para la determinación de las temperaturas del océano durante el tiempo geológico, se medirían múltiples fósiles de la misma especie en diferentes capas estratigráficas , y la diferencia entre ellos indicaría cambios a largo plazo. ^[6]

Fisiología vegetal

En el estudio de la fotorrespiración de las plantas , el etiquetado de la atmósfera con oxígeno-18 nos permite medir la absorción de oxígeno por la vía de fotorrespiración. Etiquetado por¹⁸
O
₂da el flujo unidireccional de O
₂ captación, mientras que hay una red fotosintética ^dieciséis
O
₂evolución. Se demostró que, en atmósfera preindustrial, la mayoría de las plantas reabsorben, por fotorrespiración, la mitad del oxígeno producido por la fotosíntesis . Luego, el rendimiento de la fotosíntesis se redujo a la mitad por la presencia de oxígeno en la atmósfera. ^{[7] [8]}

Producción de ¹⁸ F

El flúor-18 se produce normalmente mediante la irradiación de agua enriquecida con ¹⁸ O (H ₂ ¹⁸ O) con protones de alta energía (aproximadamente 18 MeV ) preparados en un ciclotrón o un acelerador lineal , produciendo una solución acuosa de fluoruro ¹⁸ F. Esta solución se usa luego para la síntesis rápida de una molécula marcada , a menudo con el átomo de flúor reemplazando un grupo hidroxilo . Las moléculas marcadas o los radiofármacos deben sintetizarse después de preparar el radiofluorino, ya que la radiación de protones de alta energía destruiría las moléculas.

En los centros de tomografía por emisión de positrones se utilizan grandes cantidades de agua enriquecida con oxígeno-18 para la producción in situ de fludesoxiglucosa marcada con ¹⁸ F (FDG).

Un ejemplo del ciclo de producción es una irradiación de 90 minutos de 2 mililitros de agua enriquecida con ¹⁸ O en una celda de titanio, a través de una ventana de 25 μm de espesor hecha de lámina de Havar (una aleación de cobalto ), con un haz de protones que tiene una energía de 17,5 MeV y una corriente de haz de 30 microamperios .

El agua irradiada debe purificarse antes de otra irradiación, para eliminar los contaminantes orgánicos, las trazas de tritio producidas por una reacción de ¹⁸ O (p, t) ¹⁶ O, y los iones lixiviados de la célula diana y pulverizados de la lámina de Havar. ^[9]

Ver también

• Willi Dansgaard - un paleoclimatólogo
• Isótopos de oxígeno
• Paleotermometría
• Paté de Foie Gras (cuento)
• Δ18O
• Línea de agua meteórica global

Referencias

1. Capilla, José E .; Arévalo, Javier Rodríguez; Castaño, Silvino Castaño; Teijeiro, María Fé Díaz; del Moral, Rut Sánchez; Díaz, Javier Heredia (19 de septiembre de 2012). "Mapeo del oxígeno-18 en la precipitación meteorológica sobre la España peninsular utilizando herramientas geoestadísticas" (PDF) . cedex.es . Valencia, España: Novena Conferencia de Geoestadística para Aplicaciones Ambientales . Consultado el 8 de mayo de 2017 .
2. Pauling, Linus (1988). "12-7. Agua pesada" . Química general (3ª ed.). Dover. pag. 438 . ISBN 978-0-486-65622-9.
3. Tsang, Man-Yin; Yao, Weiqi; Tse, Kevin (2020). Kim, Il-Nam (ed.). "Los vasos de plata oxidada pueden sesgar los resultados de isótopos de oxígeno de muestras pequeñas" . Resultados experimentales . 1 : e12. doi : 10.1017 / exp.2020.15 . ISSN 2516-712X . 
4. Kendall, C .; Caldwell, EA (1998). "Capítulo 2: Fundamentos de la geoquímica de isótopos" . Trazadores de isótopos en hidrología de cuencas hidrográficas . Elsevier Science BV, Amsterdam.
5. Trotter, JA; Williams, IS; Barnes, CR; Lécuyer, C .; Nicoll, RS (2008). "¿El enfriamiento de los océanos desencadenó la biodiversidad del Ordovícico? Evidencia de la termometría de conodontes". Ciencia . 321 (5888): 550–4. Código Bibliográfico : 2008Sci ... 321..550T . doi : 10.1126 / science.1155814 . PMID 18653889 . S2CID 28224399 .  
6. Kendall, C .; McDonnell, JJ (1998). Trazadores de isótopos en hidrología de cuencas hidrográficas . Elsevier Science BV, Amsterdam.
7. Gerbaud A, André M (noviembre de 1979). "Fotosíntesis y fotorrespiración en plantas enteras de trigo" . Plant Physiol . 64 (5): 735–8. doi : 10.1104 / pp.64.5.735 . PMC 543347 . PMID 16661044 .  
8. Canvin DT, Berry JA, Badger MR, Fock H, Osmond CB (agosto de 1980). "Intercambio de oxígeno en hojas a la luz" . Plant Physiol . 66 (2): 302–7. doi : 10.1104 / pp.66.2.302 . PMC 440587 . PMID 16661426 .  
9. http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/46/048/46048804.pdf

Encendedor: oxígeno-17	El oxígeno-18 es un isótopo de oxígeno.	Más pesado: oxígeno-19
Producto de descomposición de: nitrógeno-18 , nitrógeno-19 , flúor-18	Cadena de desintegración del oxígeno-18	Decae a: estable