Água média do oceano padrão de Viena - Vienna Standard Mean Ocean Water

O contêiner original de VSMOW (então chamado de SMOW-1 ) coletado por Harmon Craig

Vienna Standard Mean Ocean Water ( VSMOW ) é um padrão isotópico para água. Apesar do nome, VSMOW é água pura sem sal ou outros produtos químicos encontrados nos oceanos. O padrão VSMOW foi promulgado pela Agência Internacional de Energia Atômica (com sede em Viena) em 1968 e, desde 1993, continua a ser avaliado e estudado pela IAEA junto com o Instituto Europeu de Materiais e Medidas de Referência e o Instituto Nacional Americano de Padrões e Tecnologia . O padrão inclui os valores estabelecidos de isótopos estáveis ​​encontrados em águas e materiais de calibração fornecidos para padronização e comparações interlaboratoriais de instrumentos usados ​​para medir esses valores em materiais experimentais.

A designação água do oceano se refere às moléculas de água coletadas diretamente do oceano, ao invés de outros pontos do ciclo da água (por exemplo, chuva, neve, rio ou lago). A água de diferentes pontos do ciclo da água contém moléculas com diferentes proporções de isótopos devido às pequenas diferenças que os isótopos causam nas taxas de evaporação e condensação. VSMOW não é um padrão para a água do mar , que contém outras moléculas além das moléculas de água. VSMOW destilado fresco é usado para fazer medições de alta precisão das propriedades físicas da água e para produzir padrões de laboratório.

Antes de o VSMOW ser definido, a água média do oceano e a neve derretida eram usadas como referências. Essas convenções foram refinadas na década de 1960 pela definição padronizada de Standard Mean Ocean Water (SMOW). O Escritório Nacional de Padrões dos EUA (agora Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia , NIST) criou padrões físicos de água para uso global. No entanto, a integridade física dos padrões dos EUA foi questionada. O uso do padrão SMOW foi descontinuado.

VSMOW é uma recalibração da definição original do SMOW e foi criado em 1967 por Harmon Craig e outros pesquisadores do Scripps Institution of Oceanography da University of California, San Diego, que misturaram águas oceânicas destiladas coletadas de diferentes pontos ao redor do globo. VSMOW continua sendo uma das principais referências de água isotópica em uso hoje, usada para isótopos de hidrogênio e oxigênio.

Composição

A composição isotópica da água VSMOW é especificada como razões da abundância molar do isótopo raro em questão dividida pela do seu isótopo mais comum e é expressa como partes por milhão (ppm) . Por exemplo, 16 O (o isótopo mais comum de oxigênio com oito prótons e oito nêutrons) é aproximadamente 2.632 vezes mais prevalente na água do mar do que 17 O (com um nêutron adicional). As razões isotópicas de água VSMOW são definidas da seguinte forma:

  • 2 H / 1 H = 155,76 ± 0,1 ppm (uma razão de 1 parte por aproximadamente 6420 partes)
  • 3 H / 1 H = 1,85 ± 0,36 × 10 −11  ppm (uma proporção de 1 parte por aproximadamente 5,41 × 10 16 partes, ignorada para trabalho relacionado às propriedades físicas)
  • 18 O / 16 O = 2005,20 ± 0,43 ppm (uma razão de 1 parte por aproximadamente 498,7 partes)
  • 17 O / 16 O = 379,9 ± 1,6 ppm (uma proporção de 1 parte por aproximadamente 2632 partes)

Embora cada molécula de água ( H
2
O
) contém dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, a composição de VSMOW é dada em termos de átomos e é indiferente às combinações isotópicas nas moléculas. As combinações moleculares particulares não afetam as propriedades de VSMOW e, de fato, as moléculas em uma amostra de água trocam átomos rápida e continuamente.

Uso em padrões de temperatura

A Comissão Internacional de pesos e medidas especificados em 2005, que a definição do kelvin escala de temperatura que se referem à água com uma composição da especificação nominal de VSMOW. A decisão foi acolhida em 2007 pela Resolução 10 da 23ª CGPM. Isso efetivamente definiu o ponto triplo de VSMOW como sendo exatamente 273,16 K e 0,01 ° C.

A partir da redefinição das unidades de base do SI em 2019 , o kelvin é definido em termos da constante de Boltzmann , o que torna a definição completamente independente das propriedades da água. O ponto triplo agora tem um valor medido, não um valor definido. O valor definido para a constante de Boltzmann foi selecionado de forma que o valor medido do ponto triplo seja idêntico ao valor definido anteriormente dentro dos limites de precisão da metrologia contemporânea .

VSMOW muito puro e cuidadosamente destilado permanece importante na fabricação de padrões de referência de medição de temperatura de alta precisão . Devido às diferenças na composição isotópica, as amostras de água de várias fontes podem apresentar pequenas diferenças nas propriedades físicas, incluindo ponto triplo, densidade, ponto de ebulição e pressão de vapor. A neve, a água do rio e a água da chuva, todas recentemente evaporadas do oceano, tendem a se esgotar nos isótopos mais pesados ​​de hidrogênio e oxigênio, que afetam o ponto triplo. As células de referência de temperatura cheias de água de composição isotópica inadequada podem causar erros de várias centenas de microkelvin no ponto triplo medido.

Veja também

Referências

links externos