Masterarbeit
Experimentelle Bestätigung der Isotopenfraktionierung in Thiomolybdaten
Carolin Kerl (07/2014-08/2015)
Betreuer: Britta Planer-Friedrich, Regina Lohmayer
Die Bestätigung der bislang nur modellierten Isotopenfraktionierung von intermediären Thiomolybdatspezies ist ein wichtiger Schritt hin zu einem besseren Verständnis der Molybdän (Mo) Isotopenfraktionierung in sulfidischen Sedimenten. Mit Hilfe einer neu entwickelten Methode wurden die Isotopenverhältnisse der einzelnen Thiomolybdatspezies durch Trennung mittels analytischer Chromatographie (HPLC-UV), Sammeln der einzelnen Fraktionen und Analyse mittels Multikollektor-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (MC-ICP-MS) bestimmt. Die Methode wurde mit kommerziell erhältlichen MoO42-- und MoS42--Standards getestet, wobei exzellente Reproduzierbarkeit und Genauigkeit für MoO42- gefunden wurden. Um Fraktionierung innerhalb eines chromatographischen Peaks zu vermeiden, müssen die Peaks vollständig gesammelt werden. Die Isotopenfraktionierung während der Bildung von Thiomolybdaten konnte das erste Mal in Experimenten mit Mo- zu S- (Sulfid) Verhältnissen von 1:20 und 1:50 gezeigt werden. Außerdem konnte die bereits bekannte, theoretisch berechnete Fraktionierung im Experiment mit Mo- zu S-Verhältnissen von 1:20 für MoS4 2- bestätigt werden und die Ergebnisse für MoO2S22- lagen im zu erwartenden Bereich, stimmten allerdings nicht genau mit den berechneten Werten überein. In einem zweiten Experiment wurde MoS42- mit H2O2 und Druckluft oxidiert, wobei nur kinetische anstelle von Gleichgewichtsisotopenfraktionierung zu beobachten war. Die hier neu entwickelte Methode zeigt, dass es prinzipiell möglich ist, Isotopenverhältnisse einzelner Thiomolybdatspezies zu bestimmen. Für natürliche Proben muss die Methode allerdings weiter optimiert werden, da dort die Mo-Konzentrationen deutlich geringer sind.