碳同位素的國際標準是多少

1. 碳同位素豐度

1.碳同位素豐度

碳是地殼中分布最廣、最活躍的元素之一，它參與很多礦物和有機化合物合成，例如石油、天然氣和煤等的組成。在岩石圈中循環強烈，可作攜並為岩石、礦物和水形成的成因標志。自然界中碳有6種同位素（₁₀C、¹¹C、¹²C、¹³C、¹⁴C和¹⁵C），主要為¹²C、¹³C和¹⁴C：¹²C為98.892%，¹³C為1.108%，¹⁴C為1.2×10^—10%。¹²C、¹³C為穩定同位素，¹⁴C為放射性同位素，半衰期為5730年，常被用來研究生物過程、生物化學過程等反應途徑的指示劑。

2.表示方法與組成

（1）穩定同位素

在各種天然物體中碳同位素的渣隱嘩含量一般用¹²C/¹³C來表示，平均值為89.25%，與石灰岩中碳同位素的平均含量相等。此外還用偏差δ¹³C來表示：

水文地球化學基礎

C同位素的標准為PDB，¹³C/¹²C=1123.72×10^—5。

（2）放射性同位素（₁₄C）

以PMC（percentage of modern carbon）表示，

水文地球化學基礎

式中：A_樣為樣品的放射性比度，dpm/g；A_標為標准樣品的放射性比度，dpm/g；dpm/g為每克樣品每分鍾衰變次數。

按照國際上的統一規定，標准樣品（現代碳）指的是1840～1860年間生長的未受如行工業污染的樹木中的碳，其放射性比度為13.56 dpm/g。這樣，標准樣品中的¹⁴C含量為100 PMC。由於目前已很難取得這種標准樣品，現代碳在1950年被人們重新定義為美國國家標准局（NBS）草酸中¹⁴C活度的95%。

2. 穩定同位素在自然界的豐度、比值、標准及表示方式

自然界不同物質的同位素組成有著明顯差別，同位素的比值各不相同。利用這種性質，使得穩定同位素在研究油氣成因類型、油氣源對比、油氣運移等諸方面得到廣泛應用。

在石油和天然氣勘探中應用穩定同位素時，除直接測定同位素比值外，常用δ值表遲族示。δ值的定義為:

石油與天然氣地質學

式中:δ為同位素分布值的總稱，對於碳、氫別宴旦頌用δ¹³C、δD表示;R_s為樣品的同位素比值，對於碳、氫同位素分別是¹³C/¹²C、D/H;R_r為標準的穩定同位素比值。

需要注意的是，不同元素穩定同位素的標准不同，同一元素也可有不同的標准(表2－11)。

表2－11 常用碳同位素標準的¹³C/¹²C值和國際標准(PDB)δ¹³C值晌鄭

為了便於對比，通常要把某一標准換算成另一標准，如將測得對A標準的δ值(δ¹³C_A)，換算成對B標準的δ值(δ¹³C_B)時，可用下式進行換算:

石油與天然氣地質學

式中:δ¹³C_B為求取的對B標準的δ值;δ¹³C_A為測得的對A標準的δ值;R_Ar、R_Br分別為A、B標準的¹³C/¹²C比值。

例如，對四川進行碳同位素研究時，採用福一井的CH₄作為工作標准(即A標准)它的¹³C/¹²C為1084.4×10^－5。測得納16井P₁³A層天然氣(CH₄)的δ¹³C_A(A標准)為4‰。現將其換算成以周口店灰岩為標准(即B標准———δ¹³C_B)，代入上式得δ¹³C_B值為－31.03‰;若換算成PDB標准，則δ¹³C值為－31.13‰。

與油氣有關的C、H的穩定同位素在自然界的豐度、比值、標准及表示符號如表2－12所示。

表2－12 碳、氫穩定同位素的符號、豐度、同位素比值及標准簡表

3. 為什麼物質的量,相對原子(分子)質量都拿碳12作標准呢它有什麼特殊嗎

一開始是習慣問題，後來經過國際會議統一了這個標准，是人為定義的。用C-12是比較方便測量（它很常見，又是穩定的，不衰變）。
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最初，「原子量」是以化學元素氧的原子量(規定為16)為標准。但是化學家是把氧的同位素氧－16、氧－17、氧－18的蘆氏念混合物，即天然氧元素的數值定為16。而物理學家則是把氧的一種同位素即氧－16的數值定為16，兩者很不一致。1959～1960年，國際純粹與應用物理學聯合會 (IUPAP)和國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)取得一致協議後，結束了這種不一致局面。決定改用碳同位素碳－12作為標准，把它的原子量定為12，並以此為出發點，給出了「相對原子質量」的數值。餘下的問題是通過確定碳－核孫12的相應質量以定義物質的量的單位。根據國際協議，一個「物質的量」單位的碳-12應有 0.012千克。這樣定義的「物質的量」單位取名摩爾(符號mol)。
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多少年來，人們都以氧原子量(16.00D0)作為標准去衡量其它各種元素的原子量。而到了1960～1961年間，物理學家和化學家們在有關的國際學術會議上，決定統一物理和化學的單位。並一致認為把碳元素的主要同位素碳—12的原子量作為測定陪困其它元素原子量的新標准，並把碳—12的原子量定為12.000000。根據這—標准，氧16的原子量就為15.994915，所以採用碳—12原子量的十二分之一作為一個原子質量單位要比氧16的單位大一些。而新老標准間的差值約為萬分之三(0.03％)。