Isotopos De N Y C

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Universidad Nacional Autónoma de México
Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología

Ensayo para examen de candidatura
PROCESOS

FÍSICOS,

QUÍMICOS,

BIOLÓGICOS

Y

GEOLÓGICOS

QUE

AFECTAN

COMPOSICIÓN ISOTÓPICA DE LOS ELEMENTOS (C Y N) EN SISTEMAS ACUÍCOLAS.

Presenta
Elsa Isela Bojórquez Mascareño

Jurado de Examen:
Dra. Adela Monreal Gómez

Presidenta

Dra.Lena Ruiz Azuara

Secretaria

Dr. Héctor L. Hernández Hernández

1er. Vocal

Dr. José Luis Carballo Cenizo

2º. Vocal

Dr. Carlos R. Green Ruiz

3er. Vocal

Dr. Martín Merino Ibarra

Suplente

Dra. Ruth Pedroza Islas

Suplente

Mazatlán, Sinaloa, 20 de Abril 2011.

LA

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Introducción
Los isótopos estables son átomos del mismo elemento con diferente masa atómicadebido a la diferencia en el número de neutrones, que permanecen en el núcleo durante el
transcurso del tiempo geológico. Las diferencias de masa entre los isótopos hacen que las
características físicas y químicas de las moléculas que los contienen sean ligeramente
diferentes. Tales diferencias de masas son suficientes para que cuando los elementos
participen en algún proceso físico, químico obiológico, el isótopo ligero reaccione
levemente más rápido que el pesado. Esto resulta en una fraccionación isotópica debido al
cambio en la proporción relativa de los isótopos y se identifica como una “firma distintiva”
del proceso o reacción en el que participan.
Entre los factores que afectan la composición isotópica de los elementos se pueden
citar a los abióticos como son la concentracióndel elemento en el sustrato y su forma
química disponible, la temperatura, el potencial redox y el pH y también factores bióticos.

Temperatura
La variación de la temperatura afecta principalmente a las velocidades de reacción.
Un aumento en la temperatura resulta un aceleramiento de la reacción y una disminución lo
contrario. En general, reacciones lentas muestran más grande fraccionaciónque los
procesos más rápidos. Los procesos biológicos, generalmente unidireccionales, son
excelentes ejemplos de fraccionamiento isotópico por reacción cinética que es afectada por
la temperatura. Esto es cuando los procesos metabólicos y de crecimiento son más lentos en
los organismos, estos son más selectivos de los isotopos ligeros resultando una mayor
diferencia con respecto a la señaloriginal.
La temperatura también influye sobre la velocidad de transferencia de masa, por
ejemplo en procesos físicos como la difusión; el isótopo más ligero llega primero a la fase
más diluida, y el más pesado llega después. Por lo tanto, estas variaciones en la velocidad
de difusión terminan en diferencias de las firmas isotópicas.
La temperatura también determina el estado de agregación de lamateria y a su vez
su fraccionación. En un cambio de estado, aquella fase más densa tiene los isótopos más

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pesados (mayor energía de enlace). Por ejemplo en el caso del agua, el enriquecimiento del
isótopo pesado del oxígeno tiene el siguiente orden 18Osólido>18Olíquido>18Ovapor.

Potencial redox
Los isótopos más pesados serán enriquecidos en los compuestos con más alto nivel
deoxidación. La energía requerida para que el elemento con un estado de oxidación más
bajo pueda desprenderse de sus electrones, es menor a la de aquel elemento con el estado
oxidación más alto. Dos ejemplos muy comunes de elementos redox sensibles, son: el
azufre (34Ssulfato>34Ssulfuro) y el nitrógeno (15Nnitrato>15Namonio). El isótopo más pesado
estará menos enriquecido en el compuestoque tiene la menor energía (e.g. amonio con
estado de oxidación -3), que en aquel que tiene una carga energética más alta y puede
soportar los isótopos más pesados (e.g. nitrato con un estado de oxidación de +5).

Potencial de hidrógeno
Las variaciones del pH en ambientes acuáticos pueden afectar notablemente la
química del agua, principalmente, debido a los cambios en las proporciones...