Дейтерий концентрирование

В последние годы электролитический способ концентрирования тяжелой воды вытесняется более экономичными физическими процессами. В частности, перспективной для промышленного использования является низкотемпературная ректификация жидкого водорода, не содержащего азота, окиси углерода и других примесей. Применение для этой цели электролитического водорода существенно упрощает стадию очистки. Поэтому представляет интерес комбинирование электролитического производства водорода и низкотемпературной ректификации жидкого водорода для получения тяжелой воды. При этом процесс электролиза может быть использован не только для получения водорода, но и для первоначального концентрирования дейтерия в водороде. [c.130]

Имидазол (И)—одно из немногих гетероциклических соединений, для которого в довольно широком интервале кислотности изучена ориентация в реакциях электрофильного замещения [39]. Например, реакции нитрования [44], сульфирования [40] и дейтеро-обмена в концентрированной D2SO4 [41] проходят через промежуточное образование симметричной сопряженной кислоты (XXIV) [c.177]

И. о. весьма широко применяют в различных исследовательских и препаративных работах, а также в промышленности, например, для концентрирования дейтерия при получении тяжелой воды. [c.106]

Открытие и разделение изотопов. Попытка разделения изотопов химическими приемами, как и нужно было ожидать, для большинства смесей не дала эффективных результатов, так как химические свойства их тождественны. Однако разделение изотопов химическими приемами возможно при условии резкого отличия их по массам. Применяется этот метод, главным образом, для концентрирования тяжелого изотопа водорода — дейтерия. [c.40]

Таким образом, существует непрерывный переход от разбавленного раствора электролита к кристаллогидрату, и при любой концентрации систему следует рассматривать как единое целое. С этой точки зрения особенно интересны исследования комплексов ион — растворитель в таком состоянии, в котором комплексы максимально изолированы друг от друга, т. е. в газовой фазе особенности их постепенного усложнения в процессе гидратации подчеркивают значение трактовки растворов как единых и внутренне связанных химических организаций. При исследовании концентрированных растворов солей в ВгО современными методами дифракции нейтронов удалось выяснить тонкие детали размещения молекул воды в непосредственной близости к иону. В растворах, содержащих соли никеля (И) и кальция, диполи воды расположены так, что атом кислорода обращен к катиону, а прямая, соединяющая центр катиона с центром атома кислорода, образует с осью молекулы воды (прямая, проходящая через атом кислорода и середину расстояния между атомами дейтерия) угол, размер которого зависит от концентрации соли. Этот угол для раствора хлорида никеля в тяжелой воде равен нулю при концентрации (моляльности) 0,086 и достигает 34 8° в растворах, где моляльность равна 4,41. [c.256]

Концентрирование тяжелой воды может быть осуществлено как по периодическому методу, так и по непрерывной технологической схеме. В периодическом процессе электролит обогащается тяжелой водой и наступает момент, когда относительное содержание дейтерия в катодном газе превышает его содержание в исходном электролите. В этом случае экономически целесообразным становится возврат катодного газа в процесс (сжигание газа и направление полученной воды в электролит). [c.38]

При одноразовом электролизе можно достигнуть изотопного разделения, отвечающего коэффициенту разделения данного процесса. Поэтому с целью максимального разделения ведут многоступенчатый электролиз по принципу противотока. Так, например, при электролитическом концентрировании дейтерия водород, выделяющийся при электролизе второй и всех последующих ступеней, сжигают и образующуюся воду, обогащенную дейтерием по сравнению с природной, возвращают в цикл. [c.46]

Коэффициент разделения при электролитическом методе концентрирования дейтерия исключительно высок в зависимости от материала электрода и природы электролита он изменяется от 3 до 8 в отдельных случаях были зафиксированы величины а, достигающие 12. Вот почему промышленные методы получения тяжеловодородной ( тяжелой ) воды в основном основаны на электрохимических методах. [c.46]

Влияние изотопного эффекта на равновесие процессов молекулярной и ионнообменной адсорбции также может быть использовано для фракционирования и концентрирования изотопов. Так, молекулярный водород, адсорбированный на многих адсорбентах, оказывается значительно обогащенным дейтерием (до пяти раз при обычной температуре и до ста — при температуре жидкого водорода) по сравнению с природным. Заметное концентрирование изотопов хлора достигается на анионообменной смоле (элю-ент — азотнокислый калий). [c.47]

Рассмотрение способов разделения и концентрирования стабильных изотопов позволяет сделать некоторые обобщения. На эффективность разделения, прежде всего, влияет величина коэффициента разделения, который может быть разным при разделении различными методами изотопов одного элемента. Для разделения изотопов легких элементов наиболее эффективны методы фракционной перегонки и изотопного обмена для срединных и тяжелых элементов наибольший эффект дают методы газовой диффузии и центрифугирования, зависящие не от отношения, а от разности масс разделяемых изотопных разновидностей молекул. Для концентрирования весьма важного в промышленном отношении дейтерия наиболее эффективным оказывается электролиз воды. [c.47]

Оа О 8. 0 0 9. ОаО . Ввиду малого содержания тяжелых изотопов водорода и кислорода в природной воде концентрация изотопных разновидностей 5,6 и особенно 7—9 исчезающе мала эти разновидности могут быть лишь синтезированы из концентрированных препаратов дейтерия, О и О . [c.50]

Способ 3. Водные растворы тяжелой бромоводородной кислоты получают путем поглощения бромида дейтерия тяжелой водой. Для получения больших количеств концентрированной тяжелой бромоводородной кислоты проводят взаимодействие смеси брома и серы с тяжелой водой [4]. [c.169]

Концентрированную серную кислоту-Нг (100%-ную в отношении кислоты и содержащую 95% дейтерия) получают рас- [c.108]

На установках начального концентрирования происходит ректификация разбавленного раствора молекул НВ в Н2,нри этом концентрация НВ повышается от 0,03 до 5—10%. При дальнейшем концентрировании содержание НВ повышается до 95—99%. На последней стадии ректификации из смеси Нз НВ + Вд, получаемой в результате каталитического разложения НВ, выделяют чистый дейтерий. [c.201]

Дейтерирование п-нитроанилина. 55 г п-нитро-анилина нагревали в запаянной стеклянной ампуле с 4 г 45%-ной DaO и 0,5 г концентрированной серной кислоты в течение 13 час. нри 170°. п-Нитроанилин высушивали и использовали в следующей стадии синтеза без дальнейшей очистки. Содержание дейтерия в его аминогруппе и двух орто-положениях ядра составляло 9,4% (вместо 10,1% по расчету). [c.425]

Для концентрирования дейтерия используют различия физико-химических свойств изотопов водорода и их соединений, обусловленные разными массами ядер атомов. Наибольшее применение получили три группы методов разделения изотопов водорода [c.237]

Электрохимические методы концентрирования тяжелого изотопа водорода основаны на том, что легкий изотоп водорода — протий выделяется с большей скоростью, чем дейтерий. Поэтому в водороде, полученном путем электролиза, содержание дейтерия меньше, нежели в электролите, подвергаемом электролизу. При электролизе воды дейтерий накапливается в электролите (до определенного предела). [c.238]

При электролитическом концентрировании дейтерия величина а оказывает большое влияние на технологическую схему и экономичность производства. Поэтому изучению факторов, влияющих на коэффициент разделения, посвящено много работ. [c.239]

В промышленных схемах концентрирования тяжелой воды обычно комбинируют электролиз с другими процессами (изотопным обменом, сжиганием обогащенного дейтерием водорода — рекуперацией и др.). Электрохимический процесс концентрирования может осуществляться в двух вариантах — периодическом и непрерывном. [c.240]

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ДЕЙТЕРИЯ [c.240]

Теоретически за одну операцию исчерпывающего электролиза с переменным во времени объемом электролита может быть достигнута любая степень обогащения остатка жидкости дейтерием. Однако в ходе процесса электролиза наряду с концентрированием дейтерия в остатке неразложенной воды повышается также концентрация электролита в растворе. Поэтому наступает момент, когда концентрация электролита в растворе, подвергаемом электролизу, становится настолько большой, что дальнейшее проведение электролиза воды становится невозможным. [c.241]

Вся вода полностью отгоняется из образовавшегося раствора поташа. Конденсат, полученный при перегонке, смешивается с необработанным СО2 остатком электролита (3—5%) и образует раствор, содержащий 15—30 г л КОН, для последующей ступени электролитического концентрирования. Количество необходимых ступеней концентрирования для повышения концентрации дейтерия от Со до С определяется из выражения [c.242]

В ходе электролитического концентрирования дейтерия возрастает также содержание дейтерия в водороде, выходящем из электролизера. При периодическом методе концентрирования всегда предусматривается возвращение в цикл дейтерия, уносимого газами. Для этого газы электролиза после повышения в них концентрации дейтерия по сравнению с содержанием его в природной воде сжигают, а образующуюся в результате конденсации паров воду — рекуперат возвращают на предыдущую или на данную ступень в последующем производственном цикле. Концентрация дейтерия в электролите и в добавляемой к нему порции реку-перата должна быть одинаковой или незначительно отличаться. [c.242]

Инголд, Райзен и Вильсон [651] нашли, что бензол уже при комнатной температуре обменивает водород на дейтерий концентрированной тяжелой серной кислоты, и изучили также другие обменные реакции этого типа. Ряд доноров дейтерия по скорости обмена [c.297]

Цитированные отечественные и американские авторы (см. дополнение 19 на стр. 412) нашли, что углеводороды, содержащие только первичные, вторичные и четвертичные атомы углерода, не обменивают при комнатной температуре свой водород на дейтерий концентрированной дейтеросерной кислоты- Напротив, в углеводородах с третичным атомом углерода происходит быстрый обмен, распространяющийся на все атомы водорода молекулы (единственное исключение составляет декалин). В тех случаях, когда в молекуле наряду с третичным углеродом имеется еще четвертичный, обмен в обычных условиях захватывает только часть молекулы, расположенную до четвертичного атома углерода. Так, в 2,2,4-триметилпентане обменивается девять атомов водори-la, и только три- значительно более дл ительном контакте с серной кислотой в реакцию обмена вступают все атомы водорода (вероятнее всего, вследствие изомеризации изменения положения четвертичного ато ма углерода). [c.252]

Под влиянием катализаторов или при высокой те.мпературе даже прочно связанный водород органических соединений может сделаться настолько подвижным, что становится возможным замещение его дейтерием. Например, насыщенные жприые кислоты в концентрированной серкой кислоте при высокой температуре обменивают на дейтерий атомы водорода у а-С-атома, а при действии тяжелой воды в присутствии 1 %-ной щелочи и платины при 130 , по-видимому, обменивают на дейтерий даже все атомы Н. [c.1145]

Уилмарт и его сотрудники нашли, что если проводить обмен В 10 Л1 серной кислоте при 120°, то даже после 5 час. процесс обмена не удается обпарз жить. В аналогичных опытах с дейтерием в присутствии как концентрированной Н2504, так и смеси НР—ВРз обмен также не был обнаружен [34]. Однако, как показывает сопоставление уравнений (43) и (44), характер разрываемых и вновь образуемых связей у реагентов (кроме О—О) в обоих случаях сильно различен. Поэтому авторы настоящего обзора не видят причины, по которой в условиях обмена, катализируемого основаниями, должен обязательно происходить обмен, катализируемый кислотами, хотя последний при достаточно жестких условиях и может иметь место. [c.213]

При достаточно развитой поверхности пар — жидкость распределение дейтерия в обеих фазах будет приближаться к равновесному. Такое сочетание ступеней фазового и каталитического изотопного обмена (ФКИО) является энергетически наиболее выгодным. Используя процессы изотопного обмена, можно осуществлять непрерывный процесс концентрирования тяжелой воды. Принципиальная схема непрерывного концентрирования тяжелой воды [c.129]

Электрохимический метод основан на концентрировании тяжелой воды. Процесс протекает прп электролизе вследствие различия в потенциалах выделения легкого (протия) и тяжелого (дейтерия) изотопов водорода. Потенциал выделения на катоде дейтерия имеет более отрицательное значение, чем потенциал выделенпл протия за счет более высокого перенапряжения (на 0,1 В) и более отрицат( льного значения равновесного потенциала (на 0,003 В) тяжелого изотопа водорода. Следует учитывать также и то, что содержание тяжелой воды в природной очень мало (1 5000). [c.136]

Бензол растворим в концентрированных безводных растворах кислот В дейтерокислотах происходит замена на дейтерий одного за другим всех атомов водорода [c.108]

Общий метод получения дейтеросодержащих жирных кислот состоит в обработке кислот концентрированной серной кис-лотой-Н (см. также описание синтеза Н -лэуриновой кислоты). Насыщенные жирные кислоты очень устойчивы по отнощению к горячей серной кислоте и потери органического вещества в результате такой обработки незначительны. Дейтерий при этом внедряется в устойчивые связи и не удаляется из жирных кислот обработкой кипящей 20%-ной серной кислотой или кипящим 7%-ным водно-спиртовым раствором едкого кали. [c.108]

При нитровании обычного бензола смесью азотной кислоты и серной кислоты-Нг образуется нитробензол, содержание дейтерия в котором не превышает нормальное. Это свидетельствует о том, что в условиях нитрования изотопный обмен не происходит. Вследствие нормального изотопного эффекта водорода следует ожидать, что обмен дейтерия с ароматическим кольцом будет протекать значительно легче, чем его замещение на водород, в другом опыте бензол-Н] обрабатывали концентрированной серной кислотой в условиях, при которых проводят процесс нитрования (50—60°, продолжительность реакции менее 1 часа) при этом 16,2% дейтерия обменивается с водородом кислоты, что значительно меньше количества дейтерия, которое обменялось бы в случае чисто равновероятностного распределения изотопов. Ингольд, Райзин и Уилсон [2] исследовали обратную реакцию, а именно дейтерирование обычного бензола серной кислотой-Н и установили, что обмен происходит независимо от процесса сульфирования и при достаточном времени реакция может протекать даже при комнатной температуре. Они также нашли [3], что при всех условиях скорость нитрования нормального бензола азотной кислотой-Н всегда превышает скорость дейтерирования. Этот результат подтвердил Меландер [4], который установил, что при нитровании нормального толуола смесью азотной и серной кислот, содержащей небольшое количество воды-Нг- тритий не внедряется в ароматическое кольцо. Лауэр и Ноланд показали также, что 1-нитробензол-2, 3,4-Ньз вообще не обменивается с серной кислотой в условиях нитрования. [c.350]

Г. X. примен. для разделения и анализа смесей газов (напр., Не, Не, Нг, Ог, СО, СОг, N0, НОг, N1, газообразных углеводородов), твердых и жидких в-в, к-рые можно перевести в газовую фазу без разложения, изомеров орг. соед., для анализа летучих продуктов, образующихся при пиролизе исследуемого образца (см. Пиролитическая газовая хроматография). Часто Г. х. использ. для концентрирования разл. примесей. Капиллярная Г. х. дает возможность разделять смеси изотопов N,0, Ме, а также дейтерий- и тритийзамещенных углеводородов. [c.114]

Разуваев, Миклухнн и др. [51] исследовали продукты фотохимического разложения концентрированных растворов (56H5HgOH, вH5Hg 6HJ, СвН в дейтеробензоле. Они обнаружили, что в зависимости от источника фенильных радикалов образующийся дифенил содержит 7—50% дейтерия от содержания в бензоле. По-видимому, в условиях этих опытов дифенил образуется различными путями. [c.47]

Такие же результаты были получены Робертсом и сотр. [149] для хлорбензола-1-С , бромбензола-1-С> и иодбензола-1-С . Для дейтерированного бромбензола ими было также найдено, что относительное количество дейтерированного продукта реакции растет с глубиной превращения. Таким образом, недейтериро-ванное соединение аминируется быстрее, чем дейтерированное, причем отношение удельных констант скоростей н/ о равно 5,5. В случае хлорбензола-2-0 после частичного осуществления реакции в разбавленных растворах наблюдается небольшое увеличение содержания дейтерированного продукта, тогда как в концентрированных растворах оно уменьшается. Это было объяснено тем, что хлорбензол-2-0 обменивает дейтерий с растворителем со скоростью, сравнимой со скоростью аминирования. Для хлорбензола-2-0 было найдено, что Ан/Ао = 2,70. Фторбен-зол-2-0 обменивает дейтерий с растворителем очень быстро (см. Данн и другие [150]). Механизм аминирования и изотопного [c.251]

При замещении водорода серной кислоты на дейтерий первая стадия начинает сопровождаться изотопным эффектом, а вторая остается без заметных изменений. Как мы уже видели, в концентрированной кислоте с Я, равным изоиропильной группе, большой объем этого радикала, а также наличие бисульфат-иона приводят к появлению значительных стерических затруднений в стадии—1, которая оказывается медленной, и, таким образом, согласно обычной терминологии, первая стадия становится лимитирующей. Последнее означает, что переход водорода от кислоты к ароматическому кольцу должен лимитировать скорость, и, вероятно, является причиной изотопного эффекта. Это согласуется с наблюдением, что в 99%-ной серной кислоте отношение для суммарной реакции [c.134]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология