在瑞利蒸餾公式中,我們直接給了一個定義。對於一階動力學過程,其同位素分餾值為:
其中,hk是較重同位素(heavy isotope)的一階反應常數,lk是較輕同位素(light isotope)的一階反應常數。為什麼我們要這麼定義α?對於非一階動力學過程,α又等於什麼?
在最本質的定義上來說,同位素分餾值指的是在一個無窮短的時間內,瞬時產物相對於反應物的同位素比值之比,即:
RIP是瞬時產物(instantaneous product)的同位素比值,RS是反應物(substrate)的同位素比值。R=hC/lC,hC和lC分別是較重同位素和較輕同位素的摩爾濃度。
對於瞬時產物而言,CIP等於反應速率,即:
因此,α可以寫成:
這就是α的通用表達式:
對於一階動力學而言,dC/dt=-k×C。因此:
需要再次強調:是同位素分餾值在一階動力學過程中的特殊表達式,並非其通用定義。
原創:何雨暘
出品:高維度穩定同位素
編輯:何雨暘
監製:鮑惠銘
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References:
Mariotti A, et al. (1981) Experimental determination of nitrogen kinetic isotope fractionation: some principles; illustration for the denitrification and nitrification processes. Plant & Soil 62(3):413-430.