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GÉOCHIMIE MARINE
isotopique R° (l’exposant 0 représente l’état initial). On cherche à déterminer les rapports
isotopiques finaux (RAet /?B) dans trois cas particuliers.
1) La réaction est complète. Tout le composé A présent initialement est transformé en B :
- ^initial
(3.12)
2) La réaction est incomplète et un équilibre isotopique s’établit entre produits et réactifs
qui restent en contact. Si on note F la fraction de A qui n’a pas été transformée en B,
l’évolution des rapports est donnée par (voir annexe) :
F-(aA b)-'(i-f)
R -
**
B aA.BF+(l-F)
(3.13)
(3.14)
3) La réaction est incomplète et il n’y a pas équilibre entre produits et réactifs car dès
qu’un nouvel incrément de B est formé, il est séparé de A. La séparation systématique
des produits et des réactifs empêche l’échange isotopique entre les réactifs restants et
l’ensemble des produits formés, ce qui entraîne des variations plus fortes de RA et IÇ
Ainsi, pour une fraction restante F de A, on montre que (voir annexe) :
Ra = ROF^'1-1
(3.15)
et que l’incrément de B formé à cet instant a pour rapport isotopique :
Rb = (aA_B)-1RA0F(a-B)’'-1
(3.16)
La quantité cumulée de B formée à cet instant a pour rapport isotopique moyen :
Rb =
1-F
(3.17)
On parle de distillation de Rayleigh. Des rapports isotopiques extrêmes sont obtenus
quand F -» 0 (Figure 3.21). La différence entre fractionnement à l’équilibre et processus de
Figure 3.21. Illustration du processus de Rayleigh.
Un réservoir contient un traceur constitué de deux isotopes (un blanc et un noir). Initiaen™.® rapport hlanc/noir dans le réservoir est de 1. On soustrait progressivement du
atenel de ce réservoir. À chaque étape, la proportion de noir est cinq fois plus forte
se ma lel extrait que dans le matériel résiduel. Le matériel résiduel est rapidement
ppau\ । en isotopes noirs et par voie de conséquence, le matériel extrait l'est également.
GÉOCHIMIE MARINE
isotopique R° (l’exposant 0 représente l’état initial). On cherche à déterminer les rapports
isotopiques finaux (RAet /?B) dans trois cas particuliers.
1) La réaction est complète. Tout le composé A présent initialement est transformé en B :
- ^initial
(3.12)
2) La réaction est incomplète et un équilibre isotopique s’établit entre produits et réactifs
qui restent en contact. Si on note F la fraction de A qui n’a pas été transformée en B,
l’évolution des rapports est donnée par (voir annexe) :
F-(aA b)-'(i-f)
R -
**
B aA.BF+(l-F)
(3.13)
(3.14)
3) La réaction est incomplète et il n’y a pas équilibre entre produits et réactifs car dès
qu’un nouvel incrément de B est formé, il est séparé de A. La séparation systématique
des produits et des réactifs empêche l’échange isotopique entre les réactifs restants et
l’ensemble des produits formés, ce qui entraîne des variations plus fortes de RA et IÇ
Ainsi, pour une fraction restante F de A, on montre que (voir annexe) :
Ra = ROF^'1-1
(3.15)
et que l’incrément de B formé à cet instant a pour rapport isotopique :
Rb = (aA_B)-1RA0F(a-B)’'-1
(3.16)
La quantité cumulée de B formée à cet instant a pour rapport isotopique moyen :
Rb =
1-F
(3.17)
On parle de distillation de Rayleigh. Des rapports isotopiques extrêmes sont obtenus
quand F -» 0 (Figure 3.21). La différence entre fractionnement à l’équilibre et processus de
Figure 3.21. Illustration du processus de Rayleigh.
Un réservoir contient un traceur constitué de deux isotopes (un blanc et un noir). Initiaen™.® rapport hlanc/noir dans le réservoir est de 1. On soustrait progressivement du
atenel de ce réservoir. À chaque étape, la proportion de noir est cinq fois plus forte
se ma lel extrait que dans le matériel résiduel. Le matériel résiduel est rapidement
ppau\ । en isotopes noirs et par voie de conséquence, le matériel extrait l'est également.