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En el siglo XIX los investigadores requerían de una
 instrumentación mas avanzada para seguir
progresando en conseguir la caracterización. La
espectrometría de masas( espectrografía en esa época )
fue la técnica analítica que permitió el descubrimiento
de los isótopos.
Científicos como Goldstein, Thomson, querían conocer el
valor del peso atómico del neón.
La idea de que algunos elementos podían estar constituidos
por mezclas de átomos con diferentes pesos ya se había
conjeturado unos años antes y soddy les asigno el nombre de
isótopos, que en griego significa mismo lugar y se refiere al
hecho de que todos los neones de diferentes peso atómico
ocupan la misma posición en la tabla de los elementos.
Se ha demostrado que casi todos los elementos se componen de una mezcla
de varios isótopos, se conocen alrededor de 1700 Isótopos específicos de los cuales
 unos 1300 son naturales y entre ellos solo 274 son estables. Se considera que un
isótopo es estable cuando no se desintegra espontáneamente transcurrido un cierto
 periodo de tiempo. En la practica esto se traduce en que los isótopos estables
 no presentan una actividad radiactiva apreciable. Los isótopos estables mas
utilizados son los correspondientes a los elementos químicos H,C,N,O y S. su
importancia radica en que son elementos muy abundantes en la corteza terrestre.
1.-tienen bajos pesos atómicos
2.-presentan diferencias de masas relativamente grandes
3.-corresponde a los elementos que son muy abundantes en la naturaleza
4.-los elementos C,N Y S presentan, de modo natural, varios estados de
oxidación
5.-estos elementos forman enlaces con diversos caracteres, que van desde
iónicos a fuertemente covalentes.
6.-en los cinco elementos citados, la abundancia del isótopo mas común.
Patrones y estándares de referencia
 Los patrones son un aspecto crítico en la medida de relaciones isotópicas. En
 el trabajo habitual de laboratorio, se comparan los gases que provienen de las
 muestras (CO2, H2, N2, SO2 o SF6) con un gas de idéntica naturaleza que se
 denomina estándar de trabajos.
 Los IRMS logran mayor precisión a través de las comparaciones simples o repetidas del gas
 procedente (y representativo) de la muestra con respecto a un gas de referencia.
 El empleo de estándares internos en los laboratorios de isótopos se hace
 necesario a causa de la escasez de patrones internacionales, que en casos extremos se
 agotaron hace varias décadas (caso del PDB).
           Los patrones internacionales tienen una importancia fundamental, sobre todo
 en determinaciones isotópicas a escala de abundancia natural, puesto que define
 convencionalmente el valor δ = 0 (que no significa que esté ausente el isótopo pesado) frente
 al cual se comparan el resto de relaciones isotópicas.
Espectrómetro de masas de relaciones
isotópicas (IRMS)
  Respecto al analizador, los IRMS son, salvo excepciones,
 de sector magnético, no existiendo actualmente ningún
 modelo comercial de tipo TOF (“Time of Flight”). Las
 principales peculiaridades de los IRMS con respecto a
 otros espectrómetros de masas corrientes (mucho más
 numerosos), consisten básicamente en que no se
 emplean para análisis cualitativo, no requieren
 prácticamente resolución de masas, requieren ultra-alto
 vacío, el electroimán no debe fluctuar durante los análisis
 y el sistema de detección es de tipo multicolector (una
 copa de Faraday para cada haz de iones).
Los principios físicos de la espectrometría de masas son muy
 clásicos: una vez formados los iones de masa m en la fuente de
 ionización (en general mediante “impacto electrónico”) son
 acelerados por un gradiente de potencial V, con lo que
 adquieren una energía cinética 2
eV =⅟₂ mv
donde e es la carga del ion y v su velocidad. Diversos dispositivos
 de óptica iónica se encargan de filtrar los iones de manera que
 esta energía se encuentre en una banda muy estrecha
• La fuerza centrífuga ejercida sobre un ión que viaja en
  un círculo de radio r es: mv²
                                     r
• La segunda fuerza que debe balancear exactamente a la
  anterior es la centrípeta magnética, que es la fuerza de
  deflexión ejercida por un campo magnético
  perpendicular: Fuerza = HeV , donde H es el campo
  magnético.
• Los espectrómetros de masas de relaciones isotópicas
  modernos mantienen ciertos rasgos de los primeros
  espectrógrafos, que ya fueron ideados con el objetivo de
  analizar las características isotópicas de elementos y sustancias.
  Estos métodos han consistido, principalmente, en la utilización
  de balanzas de alta precisión o de espectroscopios de emisión
  óptica (exclusivamente para los isótopos de nitrógeno).
BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS
• Boutton, T.W. 1991. Stable Carbon Isotope Ratios of Natural Materials: I. Sample
  Preparation and Mass Spectrometric Analysis. En : Coleman D.C & Fry, B. (Eds).
  Carbon Isotope Techniques. Academic Press. pp. 155-171
• Bowen, R. 1988. Isotopes in the Earth Sciences. Elsevier Applied Science. 617 pp.
• Faure, G. 1986. Principles of Isotope Geology. 2nd Edition, John Wiley & Sons. 587 pp.
• Gat, J.R. 1981. Historical Introduction, Properties of the Isotopic Species of Water:
  the Isotope Effect. Isotopic Fractionation. En: Gat, J.R. & Gonfiantini, R.(Eds). Stable
  Isotope Hydrology. Deuterium and Oxygen-18 in the Water Cycle. International
  Atomic Energy Agency, Viena. pp 1-32.
• Gross, J.H. 2004. Mass Spectrometry. A textbook. Springer. 518 pp.
• De Groot, P.A. (Editor) 2004. Handbook of Stable Isotope Analytical
  Techniques.Elsevier. 1234 pp.
• Hoefs, J. 1980. Stable Isotope Geochemistry. Springer-Verlag. 208 pp.
• Mulvaney, R.L. 1993. Mass Spectrometry. En: Nitrogen Isotope Techniques,Knowles,
  R. & Blackburn, T.H. (Eds). Cap. 2, pp. 11-57. Academic Press.
• Nier, A.O. 1991. The development of a High Resolution Mass Spectrometer: A
  Reminiscence. J. Am. Soc. Mass. Spectrom. 2, 447-452.
• Potts, P.J. 1987. A Handbook of Silicate Rock Analysis. Chapman and Hall. Nueva
  York. 622 pp.
• Richardson, S.M. & H.Y. McSween. 1989. Geochemistry, Pathways and
  Processes.Prentice Hall, pp 208-235.
• UNESCO-IAEA. 2001. Environmental isotopes in the hydrological cycle. Principles and
  applications. IHP-V Technical Documents in Hydrology, Nr 39. Mook ,W.G. (Ed).
  Versión en español editada por Instituto Geológico y Minero de España, Madrid,
  2002. 596 pp.
• Urey, H.C. 1947. The thermodynamic properties of isotopic substances. J. Chem.Soc.
  (London): 562-581.

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  • 1.
  • 2.
  • 3. En el siglo XIX los investigadores requerían de una instrumentación mas avanzada para seguir progresando en conseguir la caracterización. La espectrometría de masas( espectrografía en esa época ) fue la técnica analítica que permitió el descubrimiento de los isótopos.
  • 4. Científicos como Goldstein, Thomson, querían conocer el valor del peso atómico del neón. La idea de que algunos elementos podían estar constituidos por mezclas de átomos con diferentes pesos ya se había conjeturado unos años antes y soddy les asigno el nombre de isótopos, que en griego significa mismo lugar y se refiere al hecho de que todos los neones de diferentes peso atómico ocupan la misma posición en la tabla de los elementos.
  • 5. Se ha demostrado que casi todos los elementos se componen de una mezcla de varios isótopos, se conocen alrededor de 1700 Isótopos específicos de los cuales unos 1300 son naturales y entre ellos solo 274 son estables. Se considera que un isótopo es estable cuando no se desintegra espontáneamente transcurrido un cierto periodo de tiempo. En la practica esto se traduce en que los isótopos estables no presentan una actividad radiactiva apreciable. Los isótopos estables mas utilizados son los correspondientes a los elementos químicos H,C,N,O y S. su importancia radica en que son elementos muy abundantes en la corteza terrestre.
  • 6. 1.-tienen bajos pesos atómicos 2.-presentan diferencias de masas relativamente grandes 3.-corresponde a los elementos que son muy abundantes en la naturaleza 4.-los elementos C,N Y S presentan, de modo natural, varios estados de oxidación 5.-estos elementos forman enlaces con diversos caracteres, que van desde iónicos a fuertemente covalentes. 6.-en los cinco elementos citados, la abundancia del isótopo mas común.
  • 7. Patrones y estándares de referencia Los patrones son un aspecto crítico en la medida de relaciones isotópicas. En el trabajo habitual de laboratorio, se comparan los gases que provienen de las muestras (CO2, H2, N2, SO2 o SF6) con un gas de idéntica naturaleza que se denomina estándar de trabajos. Los IRMS logran mayor precisión a través de las comparaciones simples o repetidas del gas procedente (y representativo) de la muestra con respecto a un gas de referencia. El empleo de estándares internos en los laboratorios de isótopos se hace necesario a causa de la escasez de patrones internacionales, que en casos extremos se agotaron hace varias décadas (caso del PDB). Los patrones internacionales tienen una importancia fundamental, sobre todo en determinaciones isotópicas a escala de abundancia natural, puesto que define convencionalmente el valor δ = 0 (que no significa que esté ausente el isótopo pesado) frente al cual se comparan el resto de relaciones isotópicas.
  • 8. Espectrómetro de masas de relaciones isotópicas (IRMS) Respecto al analizador, los IRMS son, salvo excepciones, de sector magnético, no existiendo actualmente ningún modelo comercial de tipo TOF (“Time of Flight”). Las principales peculiaridades de los IRMS con respecto a otros espectrómetros de masas corrientes (mucho más numerosos), consisten básicamente en que no se emplean para análisis cualitativo, no requieren prácticamente resolución de masas, requieren ultra-alto vacío, el electroimán no debe fluctuar durante los análisis y el sistema de detección es de tipo multicolector (una copa de Faraday para cada haz de iones).
  • 9. Los principios físicos de la espectrometría de masas son muy clásicos: una vez formados los iones de masa m en la fuente de ionización (en general mediante “impacto electrónico”) son acelerados por un gradiente de potencial V, con lo que adquieren una energía cinética 2 eV =⅟₂ mv donde e es la carga del ion y v su velocidad. Diversos dispositivos de óptica iónica se encargan de filtrar los iones de manera que esta energía se encuentre en una banda muy estrecha
  • 10. • La fuerza centrífuga ejercida sobre un ión que viaja en un círculo de radio r es: mv² r • La segunda fuerza que debe balancear exactamente a la anterior es la centrípeta magnética, que es la fuerza de deflexión ejercida por un campo magnético perpendicular: Fuerza = HeV , donde H es el campo magnético.
  • 11. • Los espectrómetros de masas de relaciones isotópicas modernos mantienen ciertos rasgos de los primeros espectrógrafos, que ya fueron ideados con el objetivo de analizar las características isotópicas de elementos y sustancias. Estos métodos han consistido, principalmente, en la utilización de balanzas de alta precisión o de espectroscopios de emisión óptica (exclusivamente para los isótopos de nitrógeno).
  • 12. BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS • Boutton, T.W. 1991. Stable Carbon Isotope Ratios of Natural Materials: I. Sample Preparation and Mass Spectrometric Analysis. En : Coleman D.C & Fry, B. (Eds). Carbon Isotope Techniques. Academic Press. pp. 155-171 • Bowen, R. 1988. Isotopes in the Earth Sciences. Elsevier Applied Science. 617 pp. • Faure, G. 1986. Principles of Isotope Geology. 2nd Edition, John Wiley & Sons. 587 pp. • Gat, J.R. 1981. Historical Introduction, Properties of the Isotopic Species of Water: the Isotope Effect. Isotopic Fractionation. En: Gat, J.R. & Gonfiantini, R.(Eds). Stable Isotope Hydrology. Deuterium and Oxygen-18 in the Water Cycle. International Atomic Energy Agency, Viena. pp 1-32. • Gross, J.H. 2004. Mass Spectrometry. A textbook. Springer. 518 pp. • De Groot, P.A. (Editor) 2004. Handbook of Stable Isotope Analytical Techniques.Elsevier. 1234 pp.
  • 13. • Hoefs, J. 1980. Stable Isotope Geochemistry. Springer-Verlag. 208 pp. • Mulvaney, R.L. 1993. Mass Spectrometry. En: Nitrogen Isotope Techniques,Knowles, R. & Blackburn, T.H. (Eds). Cap. 2, pp. 11-57. Academic Press. • Nier, A.O. 1991. The development of a High Resolution Mass Spectrometer: A Reminiscence. J. Am. Soc. Mass. Spectrom. 2, 447-452. • Potts, P.J. 1987. A Handbook of Silicate Rock Analysis. Chapman and Hall. Nueva York. 622 pp. • Richardson, S.M. & H.Y. McSween. 1989. Geochemistry, Pathways and Processes.Prentice Hall, pp 208-235. • UNESCO-IAEA. 2001. Environmental isotopes in the hydrological cycle. Principles and applications. IHP-V Technical Documents in Hydrology, Nr 39. Mook ,W.G. (Ed). Versión en español editada por Instituto Geológico y Minero de España, Madrid, 2002. 596 pp. • Urey, H.C. 1947. The thermodynamic properties of isotopic substances. J. Chem.Soc. (London): 562-581.