Венская стандартная средняя океанская вода - Vienna Standard Mean Ocean Water

Исходный контейнер VSMOW (затем названный SMOW-1) собранные Хармоном Крейгом

Венская стандартная средняя океанская вода (VSMOW) является изотопный стандарт для воды. Несмотря на название, VSMOW - это чистая вода, не содержащая солей или других химикатов, обнаруженных в океанах. Стандарт VSMOW был обнародован Международное агентство по атомной энергии (базируется в Вене) в 1968 году, а с 1993 года продолжает оцениваться и изучаться МАГАТЭ вместе с европейскими Институт стандартных образцов и измерений и американский Национальный институт стандартов и технологий. Стандарт включает как установленные значения стабильных изотопов, обнаруженных в воде, так и калибровочные материалы, предоставленные для стандартизации и межлабораторных сравнений инструментов, используемых для измерения этих значений в экспериментальных материалах.

Обозначение вода океана относится к молекулам воды, собранным непосредственно из океана, а не из других точек в круговорот воды (например, дождь, снег, речная или озерная вода). Вода из разных точек водного цикла содержит молекулы с различным соотношением изотопов из-за незначительных различий, вызываемых изотопами в скорости испарения и конденсации. VSMOW не является стандартом для морская вода, который помимо молекул воды содержит и другие молекулы. Свежеперегнанный VSMOW используется для высокоточных измерений физических свойств воды и для производства лабораторных стандартов.

До определения VSMOW в качестве эталонов использовались средние значения воды в океане и талого снега. Эти условные обозначения были уточнены в 1960-х годах стандартизированным определением стандартной средней океанической воды (SMOW). Национальное бюро стандартов США (ныне Национальный институт стандартов и технологий, NIST) создали физические стандарты воды для глобального использования. Однако физическая целостность стандартов США оказалась под вопросом. Использование стандарта SMOW было прекращено.[1]

VSMOW - это повторная калибровка исходного определения SMOW, созданная в 1967 г. Хармон Крейг и другие исследователи из Институт океанографии Скриппса на Калифорнийский университет в Сан-Диего кто смешал дистиллированный океанские воды собраны в разных точках земного шара. VSMOW остается одним из основных контрольные показатели изотопной воды используется сегодня, используется как для изотопов водорода, так и для кислорода.

Сочинение

Изотопный состав воды VSMOW определяется как соотношение коренной зуб относительное содержание рассматриваемого редкого изотопа, деленное на содержание его наиболее распространенного изотопа, и выражается как частей на миллион (ppm). Например 16О (наиболее распространенный изотоп кислорода с восемью протонами и восемью нейтронами) примерно в 2632 раза более распространен в морской воде, чем 17О (с дополнительным нейтроном). Изотопные отношения воды VSMOW определяются следующим образом:

  • 2ЧАС /1ЧАС = 155,76 ± 0,1 частей на миллион (соотношение 1 часть на примерно 6420 частей)[2]
  • 3ЧАС /1H = 1,85 ± 0,36 × 10−11 частей на миллион (соотношение 1 часть на приблизительно 5,41 × 1016 части, игнорируемые для работ, связанных с физическими свойствами)
  • 18О /16O = 2005,20 ± 0,43 частей на миллион (соотношение 1 часть на приблизительно 498,7 частей)[3]
  • 17О /16O = 379,9 ± 1,6 частей на миллион (соотношение 1 часть на приблизительно 2632 части)

Хотя каждая молекула воды (ЧАС
2О) содержит два атома водорода и один атом кислорода, состав VSMOW задан в атомах и не зависит от изотопных комбинаций в молекулах. Конкретные комбинации молекул не влияют на свойства VSMOW, и фактически молекулы в образце воды быстро и непрерывно обмениваются атомами.[4]

Использование в температурных стандартах

В Международный комитет мер и весов указано в 2005 г.[5] что определение Кельвин термодинамическая шкала температуры будет относиться к воде с составом номинальной спецификации VSMOW.[6] Это решение было одобрено в 2007 г. Резолюцией 10 23-го ГКБП.[7] Это фактически определило тройная точка VSMOW должна быть точно 273,16 ° K и 0,01 ° C.

По состоянию на 2019 новое определение базовых единиц СИ, Кельвин определяется через Постоянная Больцмана, что делает определение полностью независимым от свойств воды. Тройная точка теперь имеет измеренное значение, а не определенное значение. Определенное значение для постоянной Больцмана было выбрано таким образом, чтобы измеренное значение тройной точки было идентично ранее заданному значению в пределах точности современной метрология.

Очень чистый, тщательно дистиллированный VSMOW остается важным при производстве высокоточных температура эталоны измерений. Из-за различий в изотопном составе образцы воды из разных источников могут иметь небольшие различия в физических свойствах, включая тройную точку, плотность, точку кипения и давление пара. Снег, речная вода и дождевая вода, которые представляют собой недавно испарившуюся океаническую воду, имеют тенденцию обедняться более тяжелыми изотопами водорода и кислорода, что влияет на тройную точку. Ячейки эталона температуры, заполненные водой несоответствующего изотопного состава, могут вызывать погрешности в несколько сотен микрокельвин в измеряемой тройной точке.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хорнбергер, Джордж М. (1995). «Новые руководящие принципы рукописи для представления данных о стабильных соотношениях изотопов водорода, углерода и кислорода». Исследование водных ресурсов. 31 (12): 2895. Bibcode:1995WRR .... 31.2895H. Дои:10.1029 / 95WR02430.
  2. ^ Hagemann, R; Nief, G; Рот, Э (1970). «Абсолютная изотопная шкала для дейтериевого анализа природных вод. Абсолютное соотношение D / H для SMOW 1». Скажи нам. 22 (6): 712--715. Дои:10.1111 / j.2153-3490.1970.tb00540.x.
  3. ^ Баэрчи, П. (1976). «Абсолютное содержание 18O в стандартной средней океанской воде». Письма по науке о Земле и планетах. 31 (3): 341--344. Дои:10.1016 / 0012-821X (76) 90115-1.
  4. ^ Смит, Джаред Д .; Кристофер Д. Каппа; Кевин Р. Уилсон; Рональд С. Коэн; Филипп Л. Гейслер; Ричард Дж. Сайкалли (2005). «Единое описание температурных перестроек водородных связей в жидкой воде» (PDF). Proc. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки. 102 (40): 14171–14174. Bibcode:2005ПНАС..10214171С. Дои:10.1073 / pnas.0506899102. ЧВК  1242322. PMID  16179387.
  5. ^ Международное определение Кельвина
  6. ^ (669 КБ PDF) Отчет CIPM 2005 В архиве 2 ноября 2006 г. Wayback Machine См. Стр. 235 документа (стр. 107 PDF) для Уточнение определения кельвина, единицы термодинамической температуры. Принятие CIPM стандарта VSMOW было основано на рекомендации Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) в своей публикации Атомный вес элементов: обзор 2000 г. (Технический отчет IUPAC), Дж. Р. де Лаэтер и другие., Теоретическая и прикладная химия, 75, Выпуск 6, Стр. 683–799.
  7. ^ http://www.bipm.org/en/CGPM/db/23/10/

внешняя ссылка