Isotope analysisIsotope analysis is the identification of isotopic signature, abundance of certain stable isotopes of chemical elements within organic and inorganic compounds. Isotopic analysis can be used to understand the flow of energy through a food web, to reconstruct past environmental and climatic conditions, to investigate human and animal diets, for food authentification, and a variety of other physical, geological, palaeontological and chemical processes.
Stable isotope ratioThe term stable isotope has a meaning similar to stable nuclide, but is preferably used when speaking of nuclides of a specific element. Hence, the plural form stable isotopes usually refers to isotopes of the same element. The relative abundance of such stable isotopes can be measured experimentally (isotope analysis), yielding an isotope ratio that can be used as a research tool. Theoretically, such stable isotopes could include the radiogenic daughter products of radioactive decay, used in radiometric dating.
Composition isotopiqueLa composition isotopique d'un échantillon indique les proportions des divers isotopes d'un élément chimique particulier (ou de plusieurs éléments) dans cet échantillon. Les noyaux de tous les atomes d'un même élément chimique comportent le même nombre de protons (ce nombre est aussi celui des électrons présents dans le cortège électronique qui enveloppe le noyau de l'atome neutre) mais peuvent comporter différents nombres de neutrons. Les atomes qui ne diffèrent que par le nombre de neutrons sont des isotopes d'un même élément chimique.
Traceur isotopiqueLes traceurs isotopiques sont utilisés en chimie, en hydrochimie, en géologie isotopique et en biochimie afin de mieux comprendre certaines réactions chimiques, interactions ou la cinétique environnementale de certains éléments. Les processus biologiques, physiques et chimiques induisent en effet une répartition différentielle des isotopes légers et lourds, comportement appelé fractionnement isotopique. Le traçage isotopique utilise cette propriété des traceurs isotopiques.
Reference materials for stable isotope analysisIsotopic reference materials are compounds (solids, liquids, gasses) with well-defined isotopic compositions and are the ultimate sources of accuracy in mass spectrometric measurements of isotope ratios. Isotopic references are used because mass spectrometers are highly fractionating. As a result, the isotopic ratio that the instrument measures can be very different from that in the sample's measurement. Moreover, the degree of instrument fractionation changes during measurement, often on a timescale shorter than the measurement's duration, and can depend on the characteristics of the sample itself.
Géochimie isotopiqueLa géologie isotopique est une branche de la géologie, apparentée à la géochimie, qui exploite l'étude des isotopes stables et radioactifs présents sur Terre pour en étudier la composition et les variations au cours des temps géologiques. À l'origine, la géologie isotopique a consisté à utiliser les connaissances concernant la radioactivité afin de dater des roches et des minéraux. Cette discipline, au carrefour de la géologie et de la physique nucléaire, s'est surtout illustrée par ses méthodes de datation absolue.
OzoneL'ozone (de l'allemand Ozon, dérivé du grec ozô « exhaler une odeur »), ou trioxygène, est une substance de formule chimique : ses molécules sont triatomiques, formées de trois atomes d'oxygène. L'ozone est ainsi une variété allotropique de l'oxygène, mais bien moins stable que le dioxygène , en lequel il tend naturellement à se décomposer. Il se liquéfie à () sous forme d'un liquide bleu foncé et se solidifie à () en un solide pourpre. À température ambiante, c'est un gaz bleu pâle, voire incolore, qui se démarque par son odeur.
Fraction molaireLa fraction molaire est une grandeur intensive utilisée en chimie, en minéralogie et en métallurgie pour représenter la composition d'un mélange, d'une solution, d'un minéral ou d'un alliage. Représentant la proportion d'un composant (aussi appelé ingrédient ou constituant) dans le mélange, la fraction molaire est comprise entre 0 et 1. La fraction molaire d'un composant est égale au rapport d'une quantité de ce composant sur la quantité de matière totale du mélange.
Matière organiquevignette|Le bois est essentiellement composé de matière organique (lignine et cellulose principalement), très dense en carbone. La matière organique (parfois abrégée MO) est la matière fabriquée par les êtres vivants (végétaux, animaux, champignons et autres décomposeurs dont micro-organismes). La matière organique compose leurs tissus (tige, coquille, muscles, etc). Elle compose la biomasse vivante et morte (nécromasse) au sein d'un cycle décomposition/biosynthèse où une part de cette matière est fossilisée (charbon, pétrole, gaz naturel), minéralisée ou recyclée dans les écosystèmes et agro-écosystèmes.
IsotopologueUn isotopologue est une espèce chimique différant d'une autre uniquement par la présence d'un ou plusieurs isotopes, la structure atomique demeurant par ailleurs parfaitement identique. Un exemple bien connu est l'eau lourde, isotopologue de l'eau « naturelle » dans lequel l'hydrogène H est remplacé par du deutérium D ; l'eau « mi-lourde », naturellement plus abondante que l'eau lourde stricto sensu, a pour formule HDO, un seul des deux atomes d'hydrogène étant remplacé par un atome de deutérium.
Carbone organique dissousLe carbone organique dissous ou COD (en anglais, dissolved organic carbon ou DOC) est un paramètre global de la chimie de l'eau utilisé pour caractériser et suivre l’évolution du taux de carbone dissous dans les eaux (douces, saumâtres ou marines), ou la pollution organique des milieux aquatiques. C'est une fraction parfois importante du Carbone organique total (COT). La pollution par certaines matières organiques et le carbone dissous tend à augmenter dans le monde, dont en France, en Bretagne par exemple.
Masse molaireLa masse molaire d'une substance est la masse d'une mole de cette substance. Dans le Système international d'unités elle s'exprime en kilogrammes par mole (kg/mol), mais on l'exprime plus couramment en grammes par mole (g/mol, = ) : où : est la masse molaire de la substance (kg/mol ou g/mol) ; est la masse d'une certaine quantité de la substance (kg ou g) ; est la quantité considérée (mol). Les masses molaires du proton et du neutron sont voisines de : respectivement . Celle de l'électron est environ plus faible : .
Destruction de la couche d'ozoneLa destruction (ou dégradation) de la couche d'ozone est un amincissement voire une disparition de cette couche qui résulte d'un déséquilibre entre la production et la destruction de l’ozone dans la stratosphère. L'épaisseur de la couche d'ozone est mesurée en unité Dobson (DU), 1 DU correspondant à molécules d'ozone par mètre carré. Elle varie autour du globe en fonction de la latitude et des saisons. La couche est mince au niveau de l’équateur (environ 270 DU) et plus épaisse au niveau des pôles (environ 300 DU), elle est plus mince en automne et plus épaisse au printemps.
PolyphénolLes polyphénols constituent une famille de molécules organiques largement présente dans le règne végétal. Ils sont caractérisés, comme l’indique le nom, par la présence d'au moins deux groupes phénoliques associés en structures plus ou moins complexes, généralement de haut poids moléculaire. Ces composés sont les produits du métabolisme secondaire des plantes. Les polyphénols prennent une importance croissante, notamment grâce à leurs effets bénéfiques sur la santé.
Naturally occurring phenolsIn biochemistry, naturally occurring phenols are natural products containing at least one phenol functional group. Phenolic compounds are produced by plants and microorganisms. Organisms sometimes synthesize phenolic compounds in response to ecological pressures such as pathogen and insect attack, UV radiation and wounding. As they are present in food consumed in human diets and in plants used in traditional medicine of several cultures, their role in human health and disease is a subject of research.
Isotopethumb|upright=1.2|Quelques isotopes de l'oxygène, de l'azote et du carbone. On appelle isotopes (d'un certain élément chimique) les nucléides partageant le même nombre de protons (caractéristique de cet élément), mais ayant un nombre de neutrons différent. Autrement dit, si l'on considère deux nucléides dont les nombres de protons sont Z et Z, et les nombres de neutrons N et N, ces nucléides sont dits isotopes si Z = Z et N ≠ N.
Carbonyle de métalthumb|180px|Pentacarbonyle de fer, constitué d'un atome de fer avec cinq ligands CO. Un carbonyle de métal ou « métal carbonyle » (de l'anglais metal carbonyl) est un complexe d'un métal de transition avec des ligands monoxyde de carbone (CO). Les ligands monoxyde de carbone peuvent être liés de façon terminale à un seul atome de métal, ou pontant entre deux atomes de métal ou plus. Ces complexes peuvent être homoleptiques, c'est-à-dire ne contenant que des ligands CO, tels que le carbonyle de nickel (Ni(CO)4), mais bien plus souvent ces complexes de carbonyle de métal sont hétéroleptiques et contiennent un mélange de ligands.
Concentration molaireLa concentration molaire ou molarité, ou parfois taux molaire, d'une espèce chimique est sa quantité rapportée au volume total du mélange qui contient cette espèce. Elle est exprimée en moles par unité de volume. Cette notion est essentiellement utilisée pour des espèces en solution. La concentration molaire d'un soluté est notée ou .
Coloration des matières organiques dissoutes dans l'eauOn appelle coloration des matières organiques dissoutes dans l'eau la mesure optique de l'absorption de la lumière par ces matières. On utilise parfois l'expression de « substance jaune », le mot allemand « gelbstoff » et l'acronyme anglais CDOM () pour décrire les composés responsables de ce phénomène. Cette coloration jaune verdâtre provient des tannins produits par la décomposition des matières organiques.
Oxygène 18L'oxygène 18, noté O, est l'isotope de l'oxygène dont le nombre de masse est égal à 18 : son noyau atomique compte et avec un spin 0+ pour une masse atomique de . Il est caractérisé par un excès de masse de et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de . C'est un isotope stable. L'oxygène naturel en contient 0,205 %. L'oxygène 18 est utilisé en radiopharmacologie sous forme d'eau enrichie en espèces pour produire, par bombardement de protons — ions hydrogène — accélérés dans un cyclotron ou dans un accélérateur linéaire, du , lequel est, par exemple, utilisé sous forme de , noté , dans le cadre de la tomographie par émission de positons.
