Isotopen

Moderator: ArcherBarry

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer

Bericht 18-02-'07, 14:50

PdeJongh

Gebruikersavatar
Berichten: 2.005

Isotopen

Isotopen komen normaal alleen ter sprake bij natuurkunde, en dan het onderdeel kernreacties. Maar het zijn natuurlijk ook gewoon chemische elementen. Alleen bij de chemie wordt er nooit gesproken over verschillende soorten koolstoffen en helium etc.

Op de Wikipedia pagina over het kinetisch isotoop effect staat o.a. het volgende:
Het kinetisch-isotoopeffect is het verschil in reactiesnelheid als een atoom van een reactant door een isotoop van dat atoom wordt vervangen.
Wat wordt hier precies mee bedoeld?

Daaronder staat ook dit:
De chemische eigenschappen van isotopen van een element zijn bij benadering gelijk aan elkaar; slechts bij zeer nauwkeurige meting blijken er toch wel wat verschillen te zijn.
Wat voor verschillen kunnen er dan zijn? Op de isotoop pagina van Wikipedia staat er al wel eentje genoemd, namelijk:
zo is bijvoorbeeld het smeltpunt van ijs van zwaar water (D2O) ongeveer 4°C in plaats van 0°C.
Er kan dus een ander smeltpunt zijn, en ik neem aan dat hetzelfde ook geldt m.b.t. het kookpunt. Maar zijn er buiten dat ook nog andere verschillen?
...verhit de dichloormono-oxide tot 277 graden Celcius en geniet van het effect...
Omhoog

Bericht 18-02-'07, 16:15

Benm

Berichten: 12.262

Re: Isotopen

Het massaverschil tussen isotopen heeft meer gevolgen dan smelt en kookpunten alleen. Eigenlijk is het van invloed op vrijwel alle reacties met het atoom in kwestie, maar die invloed is normaliter minimaal.

Eigenlijk is het chemisch alleen relevant voor waterstof/deuterium. Je ziet bijvoorbeeld dat als je de waterstof in een enzym compleet vervangt voor deuterium, het enzym vaak veel minder of niet meer werkt. Als je hetzelfde doet met andere isotopen (bijv zwavel, zuurstof, koolstof) is het effect marginaal.

Praktisch gebruikt met het verschil in kinetiek overigens voor het winnen van deuterium uit zeewater (girdler-proces).
Victory through technology
Omhoog

Bericht 18-02-'07, 16:44

PdeJongh

Gebruikersavatar
Berichten: 2.005

Re: Isotopen

Eigenlijk is het van invloed op vrijwel alle reacties met het atoom in kwestie, maar die invloed is normaliter minimaal.
Hoewel het dus te verwaarlozen is, maakt het toch wel net wat verschil. Alleen wat veranderd er dat precies in een reactie als bijv. de volgende:

6CO2 + 6H2O --> C6H12O6 + 6O2

Hierbij is er sprake van
\(_1^1H\)
,
\(_6^{12}C\)
en
\(_8^{16}O\)


Maar stel nou dat we daar
\(_1^2H\)
,
\(_6^{13}C\)
en
\(_8^{18}O\)
Wat maakt dat dan voor verschil? Zijn de reactieproducten dan nog steeds gewoon C6H12O6 en H2O ? En hebben ze ook nog gewoon dezelfde eigenschappen (dus nog steeds gewone glucose en zuurstof) of niet?
...verhit de dichloormono-oxide tot 277 graden Celcius en geniet van het effect...
Omhoog

Bericht 18-02-'07, 17:47

Jan van de Velde

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.271

Re: Isotopen

PdeJongh schreef:Maar stel nou dat we daar
\(_1^2H\)
,
\(_6^{13}C\)
en
\(_8^{18}O\)
Wat maakt dat dan voor verschil? Zijn de reactieproducten dan nog steeds gewoon C6H12O6 en H2O ? En hebben ze ook nog gewoon dezelfde eigenschappen (dus nog steeds gewone glucose en zuurstof) of niet?
Nou word je wel héél theoretisch, een 24-atomig molecuul volstoppen met niets dan onstabiele isotopen.

Één op de 500 zuurstofatomen in de natuur is een 18O-atoom. Dat betekent dat 1 op de 250 van de zuurstofmoleculen die je inademt en 1 op de 83 glucosemoleculen een 18O-atoom zullen bevatten. Merk je daar in de praktijk iets van? Nauwelijks meetbaar lijkt me. Er zijn overigens atomen die veel bredere verdelingen van (stabielere) isotopen kennen. Neem chloor, bijna 25 % bestaat uit een twee neutronen zwaardere isotoop. Broom en zilver, elk bijna 50-50 verdeeld over twee isotopen in de natuur.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270
Omhoog

Bericht 18-02-'07, 17:59

PdeJongh

Gebruikersavatar
Berichten: 2.005

Re: Isotopen

Nou word je wel héél theoretisch, een 24-atomig molecuul volstoppen met niets dan onstabiele isotopen.
Ik voer hier ook geen practica uit, dus dan maar theorie :)

Ik had bij de keuze van de isotopen alleen gekeken welke als 2e het meeste voorkomt in de vrije natuur. Maar nu ik in tabel 25 van BINAS kijk, zie ik dat bij zowel de
\(_1^2H\)
als de
\(_6^{13}C\)
als de
\(_8^{18}O\)
geen verval staat. Dan zijn het dus gewone stabiele isotopen.

Glucose was dus niet het beste voorbeeld, dus even een andere:

Bij een molecuul zilverchloride is het meeste kans op de isotopen
\(_{47}^{107}Ag\)
en
\(_{35}^{17}Cl\)
Wat zou het voor meetbaar en/of merkbaar verschil maken als dat de isotopen
\(_{47}^{109}Ag\)
en
\(_{17}^{37}Cl\)
zouden worden?
...verhit de dichloormono-oxide tot 277 graden Celcius en geniet van het effect...
Omhoog

Bericht 18-02-'07, 18:05

Jan van de Velde

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.271

Re: Isotopen

De dichtheid van je zout neemt met 2,8 % toe, da's de meest voor de hand liggende. Overigens zal in de natuur al een redelijk percentage van je zoutkristal (24,5 x 48,2=)12 % uit je voorgestelde zout bestaan, en slechts (75,5 x 51,8 =)39 % uit je "normale" zout.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270
Omhoog

Bericht 18-02-'07, 18:53

PdeJongh

Gebruikersavatar
Berichten: 2.005

Re: Isotopen

Het gebruik van isotopen is dus een oplossing voor als je een een 'zwaardere' stof wilt hebben van dezelfde stof. Immers, je houdt dezelfde stof (hier: zilverchloride) alleen nu met een dichtheid die 2,8% hoger is.
...verhit de dichloormono-oxide tot 277 graden Celcius en geniet van het effect...
Omhoog

Bericht 19-02-'07, 01:21

Benm

Berichten: 12.262

Re: Isotopen

Het is maar wat je een 'oplossing' noemt... het isoleren van de isotopen is praktisch onhaalbaar, vergelijk het met de kosten en moeite van uraniumopwerking. Deuterium is echt een uitzondering, het massaverschil is daar een factor 2, en dat heeft merkbare gevolgen voor reacties. Dit zie je voor geen enkele andere isotoop.

Wel een pratkisch gevolg: Bij massaspectrometrie zie je duidelijk pieken in de isotoopverhouding als een fragment bijvoorbeeld chloor bevat. Dat fenomeen is in de loop van WO-II ingezet om middels preparatieve masspec (calutron) het uranium voor de hiroshima bom te verrijken. Als je wilt weten hoeveel moeite dat is geweest moet je het verhaal eens ergens nalezen.
Victory through technology
Omhoog

Bericht 19-02-'07, 10:27

PdeJongh

Gebruikersavatar
Berichten: 2.005

Re: Isotopen

Oké, weet ik dat ook weer [rr] Bedankt voor de reacties :wink:
...verhit de dichloormono-oxide tot 277 graden Celcius en geniet van het effect...
Omhoog

Bericht 20-02-'07, 10:15

Maarten CH

Gebruikersavatar
Berichten: 41

Re: Isotopen

Als je met massaspectrometrie werkt heb je altijd te maken met isotopen. De isotoop pieken in je spectrum helpen je altijd bij het oplossen van een onbekende structuur en is het eerste waar je naar kijkt.

Bij dopingtesten wordt er ook gebruik gemaakt van isotoop metingen, zoals in de zaak Floyd Landis. Hierbij maakt men gebruik van het feit dat de testosteron die geslikt is wordt gemaakt uit een plantensoort die minder koolstof 13 bevat dan dat gemiddeld in de natuur voorkomt (1.11%). De testosteron die in je lichaam wordt aangemaakt is afkomstig van cholesterol. Door het koolstof 13 percentage van het testosteron te vergelijken met andere producten afkomstig van cholesterol kan je dus aantonen dat iemand testosteron heeft geslikt. Deze meting wordt gedaan door het testosteron te scheiden mbv GC en deze te verbranden tot CO2, waarna de ratio van massa 44 en 45 kan worden bepaald.
Omhoog
Reageer

Terug naar “Scheikunde”