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 unisótopo 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 grandes3.-corresponde a los elementos que son muy abundantes en la naturaleza4.-los elementos C,N Y S presentan, de modo natural, varios estados de oxidación5.-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. Enel trabajo habitual de laboratorio, se comparan los gases que provienen de lasmuestras (CO2, H2, N2, SO2 o SF6) con un gas de idéntica naturaleza que sedenomina 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 hacenecesario 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 todoen 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).

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