地質学におけるクロマトグラフィー

私はちょうどクロマトグラフィーのテクニックを読んで、その重要性を学び始めました。

今私は、この技術を地質学的な分野で利用できるかどうかに焦点を当てようとしています(例:化石とデートなど)。

私はブレインストーミングしているので、どんな考えもここで役立ちます。

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石油およびガスを特徴付けるためにクロマトグラフィーが日常的に使用されている。しかし、地質学は通常結晶材料で働くので、XRDや様々な元素分析(例えば、原子発光分光法)がより一般的です。
追加された 著者 Rory Alsop,
chem.SEへようこそ。これはむしろあいまいな質問です。地質学におけるさまざまな問題には、かなりの数のクロマトグラフィーが使用されています。おそらく、あなたが知りたいことの中でより具体的になるかもしれませんか?
追加された 著者 Stephen Furlani,
ガスクロマトグラフィーは、地球科学では一般的に使用されています。
追加された 著者 user8083,

1 答え

地質学的物質(例えば、土壌、堆積物)のモデル化とクロマトグラフィーの実験方法の典型的な例は$ K_ \ mathrm d $モデルであり、地下環境における汚染物質の長期的な挙動を理解するために使用できる作物の根付地など)。

パラメータ$ K_ \ mathrm d $は分配係数、すなわち特定の固相(例えば土壌)に収着された汚染物質の濃度と特定の液相(例えば地下水)の濃度との比である。

(液相中の濃度)}} $$ K_ \ mathrm d = \ frac {\ text {固相濃度(kg当たり)}}

分配係数$ K_ \ mathrm d $を使用して、保持係数$ k $ < a>:

$$ k = \ frac \ rho \ varepsilon K_ \ mathrm d $$

どこで ρは固体相の乾燥嵩密度であり、 $ \ varepsilon $は、固相の全気孔率である。 土壌の典型的な値は、$ \ rho = 1.4 \ \ mathrm {kg \ l ^ { - 1}} $と$ \ varepsilon = 0.3 $です。

このパラメータは、遅延係数$ R_ \ mathrm F $ に関連しています。

$$ R_ \ mathrm F = \ frac1 {k + 1} $$

リターデーション係数$ R_ \ mathrm F $は、移動液相が同時に移動した距離に対する汚染物質が移動した距離の比に対応します。

$$ R_ \ mathrm F = \ frac {v_ \ text {汚染物質}} {v_ \ text {移動相}} $$

例えば、年間降水量が蒸発を$ 300 \ \ mathrm {mm} $上回り、土壌の気孔率が約$ \ varepsilon = 0.3 $の場合、排水は平均速度$ v_ \ text {移動相} = 100 \ \ mathrm {cm \ a ^ { - 1}} $土壌を通って。

すべての土壌におけるプルトニウムの分配係数の平均値を

$$ K_ \ mathrm d = 7.4 \ times10 ^ 2 \ \ mathrm {l \ kg ^ { - 1}} $$

対応する保持係数は、

$$\begin{align} k&=\frac\rho\varepsilon K_\mathrm d\\[6pt] &=\frac{1.4\ \mathrm{kg\ l^{-1}}}{0.3}7.4\times10^2\ \mathrm{l\ kg^{-1}}\\[6pt] &=3.5\times10^3 \end{align}$$

リターデーション係数は

$$\begin{align} R_\mathrm F&=\frac1{k+1}\\[6pt] &=\frac1{\frac\rho\varepsilon K_\mathrm d+1}\\[6pt] &=\frac1{\frac{1.4\ \mathrm{kg\ l^{-1}}}{0.3}7.4\times10^2\ \mathrm{l\ kg^{-1}}+1}\\[6pt] &=2.9\times10^{-4} \end{align}$$

したがって、移動率は

$$\begin{align} v_\text{contaminant}&=R_\mathrm F\cdot v_\text{mobile phase}\\[6pt] &=2.9\times10^{-4}\times100\ \mathrm{cm\ a^{-1}}\\[6pt] &=0.029\ \mathrm{cm\ a^{-1}} \end{align}$$

すなわち、$ 1 \\ mathrm {cm} $の下方移動は約35年かかる。

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