ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбция радиоактивных элементов на ионных кристаллах Нефедов Правила адсорбции и систематика адсорбционных явлений из "Радиохимия и химия ядерных процессов" Изучение различного рода процессов объемного распределения, Б особенности процессов изоморфной сокристаллизации, сыграло большую роль в развитии радиохимических исследований. [c.88] Рассмотрим несколько примеров использования процессов сокристаллизации в радиохимических исследованиях. [c.88] Как известно, возникновение радиохимии как науки связано с открытием радия. Еще М. Кюри обнаружила, что некоторые урановые руды обладают значительно большей радиоактивностью, чем чистый уран и его соединения. Химическое разделение природных образований урана на составные части привело к открытию двух новых элементов — полония и радия. Последний был обнаружен в бариевой фракции и изолирован в чистом виде путем дробной кристаллизации хлоридов бария и радия. В дальнейшем, исходя из того, что радий, находясь в растворе в виде ничтожных примесей, изоморфно соосаждается со всеми солями бария, М. Кюри пришла к заключению, что он является ближайшим аналогом бария. Открытие и изучение свойств этого нового элемента послужило толчком для развития радиохимических исследований. [c.88] Аналогичные исследования были выполнены в направлении поисков радиоактивного изотопа франция. Так как радий кристаллизуется изоморфно с барием, а актиний — с лантаном, то было естественно предположить, что соли экацезия изоморфны солям цезия. На основании этого предположения были сделаны попытки доказать существование радиоактивных изотопов экацезия как возможных продуктов распада изотопов актиния и радона. В качестве объектов исследования были использованы препараты мезотория с большим содержанием радия, а также чистые препараты мезотория 2. После отделения предполагаемых изотопов цезия от радиоактивных изотопов других элементов производилось осаждение хлороплатината цезия. Наличие в осадке активности должно было свидетельствовать о присутствии в изучаемых препаратах изотопов цезия. Опыт показал, что осадки хлороплатината цезия не обладают заметной активностью. Исходя из этого, можно было с уверенностью исключить существование радиоактивных изотопов франция, имеющих период полураспада от нескольких часов до десятка лет и образующихся из мезотория 2, радона или торона. [c.89] Разделение бария и радия с помощью дробной кристаллизации сыграло исключительно важную роль в открытии процесса деления ядер урана. Знания, накопленные в области процессов изоморфной сокристаллизации, позволяли однозначно решить вопрос о химической природе одного из радиоактивных продуктов, возникавших в ничтожно малых количествах при облучении урана нейтронами, и тем самым прийти к выводу, что в данном случае наблюдается особый вид ядерного превращения — деление урана. [c.89] Рассмотрим несколько примеров, показывающих возможность использования процессов изоморфной сокристаллизации для решения вопроса о валентном состоянии, составе и структуре соединений радиоактивных элементов, присутствующих в изучаемых системах в ничтожно малых количествах. [c.90] Как уже указывалось, закон распределения вещества между твердой и жидкой фазами приложим, строго говоря, лишь к истинно изоморфным веществам, что позволило В. Г. Хлопину сформулировать следующее правило Если распределение микрокомпонентов между твердой кристаллической фазой и раствором происходит строго по закону распределения вещества между двумя несмешивающимися растворителями и коэффициент кристаллизации остается постоянной величиной при изменении в широких пределах концентраций распределяющегося вещества, то это может служить доказательством того, что на данную пару веществ можно распространить закон Митчерлиха, т. е. сделать заключение о сходстве химического состава и молекулярной структуры макро- и микрокомпонента [47]. [c.90] Это правило позволяет пользоваться результатами изучения распределения микрокомпонента и законом Митчерлиха в химии радиоактивных элементов, которые мы не можем обычно получить в весомых количествах и которые не имеют устойчивых или долгоживущих изотопов. [c.90] Аналогичные реакции, по предположению исследователей, должны были происходить и с полонием. [c.91] Далее нужно было выяснить, происходит ли вообще соосаждение полония с теллуридом натрия. С этой целью теллурид натрия кристаллизовался медленно без перемещивания раствора, в результате чего были получены крупные, хорошо образованные кристаллы. Исследование показало, что при этом около 40% всего полония перешло в кристаллическую фазу, из чего следовало, что последний соосаждается с теллуридом натрия. Дальнейшее подробное количественное изучение процесса соосаждения показало, что он происходит в полном соответствии с законом распределения вещества между твердой кристаллической фазой и раствором. Из этого вытекало, что полоний кристаллизуется изоморфно с теллуридом натрия и, следовательно, образует аналогично построенное соединение ЫагРо, в котором полоний, как и теллур, является двухвалентным. Этот вывод был подтвержден прямым синтезом органических производных двухвалентного полония. [c.91] В дальнейшем А. Г. Самарцева [50], пользуясь тем же методом, доказала существование соединений шестивалентного полония. До ее работы имелись лишь косвенные указания на возможность существования подобного рода соединений. Так, в работе А. Карла [51] было установлено, что выделение полония из концентратов КаО может быть достигнуто путем соосаждения его со свинцовой солью теллуровой кислоты. Единственная попытка экспериментального доказательства существования шестивалентного полония, сделанная в 1931 г. М. Гийо, оказалась неудачной [52]. [c.91] Сравнительно недавно процессы изоморфной сокристаллизации были использованы в работе, посвященной синтезу и изучению свойств элементоорганических производных четырехвалентного полония [53]. В результате этой работы были найдены простые и удобные методы синтеза органических производных четырехвалентного полония солеобразного типа [Po( Hз)2J2]. [c.91] В частности радона. Б. А. Никитин [14] доказал, что закон распределения вещества между двумя несмещивающимися растворителями применим также и к случаю распределения микрокомпонента между твердой кристаллической и газообразной фазами при изоморфной сокристаллизации микро- и макрокомпонентов из газовой фазы. [c.92] В результате этих исследований были открыты соединения благородных газов и найдены новые методы их разделения. Особый интерес представляют соединения радона Rn 6Н2О, Rn гСбНбОН и др. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже (гл. Х1П). [c.92] Процессы изоморфной сокристаллизации и управляющие ими закономерности несомненно будут играть очень важную роль в дальнейшем развитии различных областей радиохимии. Так, нужно полагать, что они будут положены в основу изучения ряда вопросов химии франция, астатина и некоторых других элементов. [c.92] В радиохимии очень важную роль играют адсорбционные процессы, нередко приводящие к значительному переносу радиоактивных элементов из раствора в образующуюся или предварительно полученную твердую фазу. [c.94] Первые систематические исследования в области адсорбции радиоактивных элементов на поверхности кристаллических осадков были выполнены К. Фаянсом и Ф. Панетом, которые сформулировали эмпирические правила соосаждения и адсорбции. [c.94] По правилу соосаждения, сформулированному К. Фаянсом, чем меньще растворимость соединения, образуемого радиоактивным элементом с противоположно заряженным ионом осадка, тем большее количество этого элемента захватывается осадком [1]. Так, например, изотопы висмута интенсивно захватываются осадками карбоната бария и гидроокиси железа, но не захватываются из кислых растворов осадками сульфатов бария и свинца. Изотопы свинца, количественно выделяющиеся с карбонатами и сульфатами ряда элементов, не полностью соосаждаются с галогенидами серебра и практически не соосаждаются с труднорастворимым азотнокислым нитроном. [c.94] Эмпирическое правило соосаждения Фаянса — Панета оказалось в свое время очень полезным для обобщения многочисленных экспериментальных данных и расширения наших знаний относительно поведения микроколичеств радиоактивных элементов при процессах соосаждения. Однако с течением времени были установлены такие факты, которые находились в явном противоречии с этим правилом (например, отсутствие соосаждения изотопов свинца с осадками иодида ртути, изотопов радия—с осадками некоторых солей меди и других элементов ит, п.). [c.95] Вернуться к основной статье