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Per quanto riguarda il punto 1., effetti di frazionamento sono dovuti reazioni di scambio isotopico fra
più fasi coesistenti e a processi di natura cinetica. Un aspetto di tali processi si ritrova in natura nella
fotosintesi clorofilliana e si manifesta nella tendenza da parte delle piante ad assimilare prevalentemente
l'isotopo più leggero. Il risultato è che i rapporti 14 C/ 12 C e sia il 13 C/ 12 C nelle piante sono più bassi di quelli
relativi alla CO 2 atmosferica.
L'analisi della variazione del rapporto 14 C/ 12 C per effetto di tali processi non può essere eseguita
direttamente, perché tale rapporto è una funzione dell'età del reperto che è l'incognita del problema.
Allora si ricorre alla determinazione del rapporto 13 C/ 12 C mediante l'applicazione di considerazioni di
termodinamica statistica, in quanto esiste la seguente relazione tra i rapporti interessati:
⎡
⎢
⎣
14
12
C⎤
K
C
⎥ =
⎦
⎡
⎢
⎣
Nella misura del 13 C/ 12 C, che sono state eseguite mediante spettrometria di massa, si usa un materiale di
riferimento a concentrazione isotopica nota. Tale materiale è indicato con la sigla PDB, ed è la CO 2
estratta con H 3PO 4 all'100% a 25°C dalla calcite costituente il rostro di una Belemmitella americana della
formazione di Peedee del South Carolina, USA.
101
13
12
C⎤
C
⎥
⎦
Il fattore di correzione dell'attività misurata risulta pertanto ad essere il seguente:
14 12 ( C C)
14 12 ( C C)
f =
s dard
campione
⎡
= ⎢
⎢
⎣
13 12 ( C C)
13 12 ( C C)
tan s tandard
campione
Tale fattore si suole esprimere in modo più semplice, in funzione all'arricchimento in 13 C, definito dalla
relazione:
δ 13
da cui si ricava, in quanto δ 13 C/1000