El fraccionamiento de isótopos describe procesos de fraccionamiento que afectan la abundancia relativa de isótopos, fenómenos que se aprovechan en la geoquímica de isótopos y otros campos. Normalmente, la atención se centra en los isótopos estables del mismo elemento. El fraccionamiento isotópico se puede medir mediante análisis de isótopos , utilizando espectrometría de masas de relación de isótopos o espectroscopia de anillo de cavidad para medir proporciones de isótopos , una herramienta importante para comprender los sistemas geoquímicos y biológicos. Por ejemplo, los procesos bioquímicos provocan cambios en las proporciones de isótopos de carbono estables incorporados a la biomasa.
La partición de isótopos estables entre dos sustancias A y B se puede expresar mediante el uso del factor de fraccionamiento isotópico (alfa):
donde R es la relación entre el isótopo pesado y el ligero (por ejemplo, 2 H/ 1 H o 18 O/ 16 O). Los valores de alfa tienden a ser muy cercanos a 1. [1] [2]
Hay cuatro tipos de fraccionamiento isotópico (de los cuales los dos primeros normalmente son los más importantes): fraccionamiento de equilibrio , fraccionamiento cinético , fraccionamiento independiente de la masa (o fraccionamiento no dependiente de la masa) y fraccionamiento isotópico cinético transitorio .
El fraccionamiento de isótopos ocurre durante una transición de fase , cuando cambia la proporción de isótopos ligeros a pesados en las moléculas involucradas. Cuando el vapor de agua se condensa (un fraccionamiento de equilibrio ), los isótopos de agua más pesados ( 18 O y 2 H) se enriquecen en la fase líquida mientras que los isótopos más ligeros ( 16 O y 1 H) tienden a la fase de vapor. [1]