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2024-01-11T12:30:01Z

Motivation

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Das '''Vienna Standard Mean Ocean Water''', abgekürzt '''VSMOW''', zu deutsch etwa ''Wiener mittleres Standard-Ozeanwasser'', wurde 1968 durch die [[Internationale Atomenergieorganisation]] (IAEO, mit Sitz in Wien) als [[Standard]] für (Reinst-)[[Wasser]]<nowiki/>proben definiert. Er ergibt sich aus Referenzwerten für die [[Wasserstoff]]- und [[Sauerstoff]]-[[Isotopenverhältnis]]se, die sich an der Zusammensetzung von [[Ozean]]<nowiki/>wasser orientieren. Sehr sauberes (destilliertes) VSMOW-Wasser wird demnach für Bestimmungen der physikalischen Eigenschaften von Wasser mit höchsten Anforderungen verwendet und dient als weltweit anerkannter und vielbenutzter Isotopen- bzw. Laborstandard.

Zuvor waren Ozeanwasser und geschmolzener Schnee als [[Referenzpunkt]]e genutzt worden. Diese Werte wurden in den 1960er Jahren durch die Definition von Standardozeanwasser ('''SMOW''' oder '''Standard Mean Ocean Water''') verfeinert. Das damalige ''U.S. National Bureau of Standards'' (heute [[National Institute of Standards and Technology]]) erstellte zwar, ebenso wie heute z. B. die deutsche [[Bundesanstalt f%C3%BCr Materialforschung und -pr%C3%BCfung]], bereits Wasserstandards zum internationalen Gebrauch, allerdings kamen schnell Zweifel bezüglich der Einhaltung der eigenen Vorgaben auf. VSMOW ist eine weitere Feinabstimmung der ursprünglichen SMOW-Definition und wurde 1967 von Forschern an der [[Scripps Institution of Oceanography]] erstellt, die [[Destillat]]e von Ozeanwässern verschiedener Orte der Welt mischten.

== Motivation ==
Die Notwendigkeit für einen Wasserstandard ergibt sich daraus, dass [[destilliertes Wasser]] nicht überall gleich ist. Trotz der ständigen Mischungsprozesse auf der Erde (Regen, Ozean-, Schmelz-, Flusswasser usw.) werden durch kontinuierliche [[Verdampfung]]sprozesse bestimmte [[Isotop]]e an- und abgereichert. Die Ursache dafür ist, dass die aus unterschiedlichen Wasserstoff- und Sauerstoffisotopen zusammengesetzten [[Wassermolekül]]e unterschiedlich schwer sind und daher unterschiedlich leicht verdampfen. Für isotopenreine Wässer ließen sich auch unterschiedliche [[Siedepunkt]]e bestimmen, die um mehrere 100 µK voneinander abwichen.

Dadurch ist z. B. [[Regenwasser]] (und damit auch [[Gletschereis]] und das meiste [[Grundwasser]]) etwas ärmer an schwereren Isotopen. Der [[Tritium]]<nowiki/>anteil im Wasserstoff, also auch im Wasser, entsteht durch [[Höhenstrahlung]] und zerfällt dann mit einer [[Halbwertszeit]] von rund 12 Jahren. Daher ist dieser bei Regenwasser relativ groß, während er in Grundwasservorräten gegen 0 sinken kann. Für die meisten Messungen an VSMOW spielt er allerdings keine Rolle (vgl. unten Zusammensetzung).

{| class="wikitable float-right" style="text-align:left;"
|-
! rowspan="2" | beteiligte Isotope !! colspan="2" | [[Stoffmengenverhältnis]] !! rowspan="2" | Erläuterung
|-
! molar ([[Parts per million|ppm]])
! als Bruch
|-
| <math>\frac{n({}^2 \mathrm{H})}{n({}^1 \mathrm{H})}</math> || 155,76 ± 0,1 || <math>\approx\! \tfrac1{6420}</math> || 2H ist [[Deuterium]].
|-
| <math>\frac{n({}^3 \mathrm{H})}{n({}^1 \mathrm{H})}</math> || (1,85 ± 0,36)·10−11 || <math>\approx\! \tfrac1{5{,}41 \cdot 10^{16}}</math> || 3H ist [[Tritium]], kann meistens vernachlässigt werden.
|-
| <math>\frac{n({}^{17} \mathrm{O})}{n({}^{16} \mathrm{O})}</math> || 379,9 ± 1,6 || <math>\approx\! \tfrac1{2632}</math> ||
|-
| <math>\frac{n({}^{18} \mathrm{O})}{n({}^{16} \mathrm{O})}</math> || 2005,20 ± 0,43 || <math>\approx\! \tfrac1{498{,}7}</math> || 18O/16O wird oft in Form des [[Δ18O| δ18O]]-Wertes ausgedrückt.
|}

== Zusammensetzung ==

Die Zusammensetzung von VSMOW ist festgelegt durch die [[Molare Größe|molaren]] Anteile der jeweiligen Isotope der beiden [[Chemisches Element|Element]]e Wasserstoff und Sauerstoff, wobei sich diese Angaben immer auf das häufigste Isotop des jeweiligen Elements beziehen (also auf 1H und auf 16O).

Die vorletzte Zeile besagt z. B., dass 16O-Atome (das häufigste Sauerstoffisotop mit acht [[Proton]]en und acht [[Neutron]]en) etwa 2632 mal öfter in Ozeanwasser vorhanden sind als 17O-Atome (mit neun Neutronen).

== Eigenschaften ==
* Höchste [[Dichte]]: 999,97495 kg/m3 (bei 277,134 K bzw. 3,984 °C) ([[Anomalie des Wassers]])
* [[Schmelzpunkt]]: 0,002519 °C bzw. 273,152519 K
* Dichte von Eis am Schmelzpunkt: 916,8 kg/m3
* Siedepunkt bei 101,325 kPa (vgl. [[Standardbedingungen|Normaldruck]]): 373,1339 K bzw. 99,9839 °C (99,974 °C bei Benutzung der [[ITS-90]])
* [[Tripelpunkt]]: 0,01 °C bzw. 273,16 K (bis 2018 per Definition des [[Kelvin]]) bei 611,657 [[Pascal (Einheit)|Pa]]
* [[molare Masse]]: 18,015268 g/mol

== Siehe auch ==
* [[Absolute Temperatur]]

== Weblinks ==
*[http://www.iaea.org International Atomic Energy Agency - IAEA - engl]
*[http://www.sp.se/en/index/services/temperature/sidor/its90.aspx ITS-90 - Swedish National Testing and Research Institute - engl]
*[http://www.omega.com/techref/intltemp.html ITS-90 - Omega Engineering - engl]
*[http://www.sio.ucsd.edu/ Scripps Institution of Oceanography - engl]
*[http://www.temperatures.com/stds.html Temperature Sensors - information repository - engl]
*[http://www.lsbu.ac.uk/water/data.html Scientific data of water - London South Bank University - engl]
*[http://list.uvm.edu/cgi-bin/wa?A2=ind9509&L=ISOGEOCHEM&P=1988, Origin of SMOW - Isogeochem Archives - engl]

[[Kategorie:Physikalische Chemie]]
[[Kategorie:Messtechnik]]
[[Kategorie:Paläoklimatologie]]

Vienna Standard Mean Ocean Water - Versionsgeschichte

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