Wien standard gjennomsnittlig havvann - Vienna Standard Mean Ocean Water
_original_container.PNG)
Wien Standard Mean Ocean Water ( VSMOW ) er en isotopisk standard for vann. Til tross for navnet er VSMOW rent vann uten salt eller andre kjemikalier som finnes i havene. VSMOW -standarden ble kunngjort av International Atomic Energy Agency (basert i Wien) i 1968, og siden 1993 fortsetter å bli evaluert og studert av IAEA sammen med European Institute for Reference Materials and Measurements og American National Institute of Standards and Technology . Standarden inkluderer både de etablerte verdiene for stabile isotoper som finnes i farvann og kalibreringsmaterialer for standardisering og sammenligninger av instrumenter som brukes for å måle disse verdiene i eksperimentelle materialer.
Betegnelsen havvann refererer til vannmolekyler samlet direkte fra havet, i stedet for fra andre punkter i vannsyklusen (f.eks. Regn, snø, elv eller innsjøvann). Vann fra forskjellige punkter i vannsyklusen inneholder molekyler med forskjellige forhold mellom isotoper på grunn av de små forskjellene isotoper forårsaker fordampning og kondens. VSMOW er ikke en standard for sjøvann , som inneholder andre molekyler i tillegg til vannmolekyler. Fersk destillert VSMOW brukes til å foreta målinger med høy nøyaktighet av vanns fysiske egenskaper og for å produsere laboratoriestandarder.
Før VSMOW ble definert, ble gjennomsnittlig havvann og smeltet snø brukt som referanser. Disse konvensjonene ble foredlet på 1960 -tallet av den standardiserte definisjonen av Standard Mean Ocean Water (SMOW). US National Bureau of Standards (nå National Institute of Standards and Technology , NIST) laget fysiske vannstandarder for global bruk. Den fysiske integriteten til de amerikanske standardene kom imidlertid i tvil. Bruken av SMOW -standarden ble avbrutt.
VSMOW er en omkalibrering av den opprinnelige SMOW -definisjonen og ble opprettet i 1967 av Harmon Craig og andre forskere fra Scripps Institution of Oceanography ved University of California, San Diego som blandet destillert havvann samlet fra forskjellige steder rundt om i verden. VSMOW er fortsatt en av de viktigste isotopiske vannstandardene som brukes i dag, brukt for både hydrogen- og oksygenisotoper.
Sammensetning
Den isotopiske sammensetningen av VSMOW -vann er spesifisert som forholdet mellom molart overflod av den aktuelle sjeldne isotopen dividert med den for den vanligste isotopen og uttrykkes som deler per million (ppm) . For eksempel er 16 O (den vanligste isotopen av oksygen med åtte protoner og åtte nøytroner) omtrent 2632 ganger mer utbredt i sjøvann enn 17 O (med et ekstra nøytron). Isotopforholdet mellom VSMOW -vann er definert som følger:
- 2 H / 1 H = 155,76 ± 0,1 ppm (et forhold på 1 del per ca. 6420 deler)
- 3 H / 1 H = 1,85 ± 0,36 × 10 −11 ppm (et forhold på 1 del pr. Ca. 5,41 × 10 16 deler, ignorert for fysiske eiendomsrelaterte arbeider)
- 18 O / 16 O = 2005,20 ± 0,43 ppm (et forhold på 1 del per omtrent 498,7 deler)
- 17 O / 16 O = 379,9 ± 1,6 ppm (et forhold på 1 del per omtrent 2632 deler)
Selv om hvert vannmolekyl ( H
2O ) inneholder to hydrogenatomer og ett oksygenatom, VSMOW -sammensetning er gitt når det gjelder atomene og er likegyldig til de isotopiske kombinasjonene i molekyler. De spesielle molekylære kombinasjonene påvirker ikke egenskapene til VSMOW, og faktisk utveksler molekylene i en vannprøve atomer raskt og kontinuerlig.
Bruk i temperaturstandarder
Den internasjonale komiteen for vekter og mål spesifiserte i 2005 at definisjonen av kelvin -temperaturskalaen ville referere til vann med en sammensetning av den nominelle spesifikasjonen til VSMOW. Beslutningen ble ønsket velkommen i 2007 ved resolusjon 10 av 23. CGPM. Dette definerte effektivt trippelpunktet til VSMOW til å være nøyaktig 273,16 K og 0,01 ° C.
Fra og med definisjonen av SI -baseenhetene i 2019 er kelvin definert i form av Boltzmann -konstanten , noe som gjør definisjonen helt uavhengig av vannets egenskaper. Trippelpunktet har nå en målt verdi, ikke en definert verdi. Den definerte verdien for Boltzmann -konstanten ble valgt slik at den målte verdien av trippelpunktet er identisk med den tidligere definerte verdien til innenfor grensene for nøyaktighet i moderne metrologi .
Veldig ren, nøye destillert VSMOW er fortsatt viktig ved fremstilling av referansestandarder for temperaturmåling med høy nøyaktighet . På grunn av forskjeller i isotopisk sammensetning kan vannprøver fra forskjellige kilder vise små forskjeller i fysiske egenskaper, inkludert trippelpunkt, tetthet, kokepunkt og damptrykk. Snø, elvevann og regnvann, som alle nylig er fordampet havvann, har en tendens til å tømmes i de tyngre isotopene av hydrogen og oksygen, noe som påvirker trippelpunktet. Temperaturreferanseceller fylt med vann med feil isotopisk sammensetning kan forårsake feil på flere hundre mikrokelvin i det målte trippelpunktet.