Изотопов разделение перегонкой

Изотопы обычных элементов имеют одинаковый атомный объем, и поэтому они должны различаться по плотности. Следовательно, для разделения изотопов можно использовать обычную диффузию газов и зависимость стационарной концентрации от высоты в поле силы тяжести или в поле центробежных сил (в центрифуге). В последнее время было показано, что эффективными являются методы разделения, основанные на диффузии, в сочетании с другими методами, наиример с электромагнитным разделением, перегонкой п ионным обменом. [c.214]

Разность давлений пара HgO, HDO и DaO приводит к частичному разделению изотопов при перегонке в точке кипения [c.118]

Чрезвычайно интересно, что DP обладает существенно более высоким давлением пара и более низкой температурой кипения (291,81°К), чем НР. Это обстоятельство могло бы быть использовано для разделения изотопов водорода перегонкой. [c.68]

Поскольку асфальтены являются нелетучими соединениями и в них концентрируются порфири-ны из нефти, качество широкой масляной фракции ухудшается в основном за счет жидкости, уносимой после однократного испарения сырья в питательной секции колонны. Поэтому при топливном варианте перегонки мазута более важно уменьшить унос тяжелой флегмы в концентрационной части колонны, нежели обеспечить четкое разделение мазута на масляные фракции и гудрон. Вследствие этого вакуумные колонны по топливному варианту имеют небольшое число тарелок или невысокий слой насадки и развитую питательную секцию (рис. П1-22). В верху колонны обычно два циркуляционных орошения для лучших условий регенерации тепла. В секции питания устанавливается отбойник из сетки и промывные тарелки. Часть остатка мо жет охлаждаться и закачиваться вновь в колонну для снижения температуры низа [47]. Качество вакуумного газойля контролируется по его коксуемости, цвету и фракционному составу. Для автоматического регулирования процесса целесообразно определить экспериментально зависимость содержания металлов в вакуумном газойле и его цвет от коксуемости. Исследование радиоактивными изотопами содержания асфальтенов и металлов (N 0 и УгОз) в вакуумном газойле показало, что между ними сущест- 12 вует линейная зависимость (рис. П1-23) [48]. [c.176]

При расчетах производительности принимали, что молекулярная масса компонентов составляет 100, а температура кипения — около 90 °С. Другая колонна Куна, содержащая 61 трубу диаметром 0,2 см с рабочей высотой 1,5 м, была использована для разделения изотопов и с разностью температур кипения всего 0,03 °С. В этом случае число теоретических ступеней разделения определяли по данным анализа продуктов перегонки на масс-спектрометре. Удерживающая способность одной трубы диаметром 0,2 см и высотой 2 м составила около 0,5 г [22 [c.339]

Использование для разделения изотопов таких физических свойств, как разность плотностей в газообразном состоянии и различные скорости диффузии, или различие в температурах кипения в жидком состоянии позволило разработать методы разделения изотопов из смеси (диффузия в потоке пара или через пористые перегородки, термодиффузия, фракционная перегонка н др.). Эти методы трудоемки, так как необходимо многократно (ступенчато) проводить разделение, поскольку коэффициенты разделения крайне низки. [c.40]

Концентр и рован ие стабильных изотопов методом фракционирования чаще всего осуществляется перегонкой на фракционных колонках. Из-за необходимости совмещения на колонке очень большого, числа теоретических тарелок колонки для разделения смесей изотопов отличаются рядом конструктивных особенностей. Схема колонки для фракционной перегонки смеси соединений изотопов изображена на рис. 8. [c.39]

Существует ряд методов увеличения эффективности работы колонок, позволяющих снизить высоту фактической тарелки. Однако, несмотря на многие конструктивные усовершенствования, метод фракционной перегонки дает низкие выходы обогащенного изотопом продукта. Этот метод может применяться тогда, когда исходная смесь доступна в больших количествах. Например, фракционная перегонка применяется для разделения изотопов водорода и кислорода в таких соединениях, как вода, метиловый и этиловый спирты и т. п. Фракционной перегонкой разделяются изотопы хлора в хлороформе и четыреххлористом углероде, аргона I— в жидком аргоне, углерода >— в бензоле и другие. [c.40]

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]

Термодиффузионный метод разделения изотопов, в отличие от описанных выше методов фракционной перегонки и ди( х )узии, является универсальным, так как эф к-тивность его зависит не от отношения, а от разности масс разделяемых молекул. [c.43]

Общий термодина шческий к. п. д. (отношение работы обратимого разделения к полным затратам энергии) кислородных установок составляет 18% установок перегонки нефти — 12% , разделения пирогаза — 5%к. п. д. установок разделения изотопов ректификацией равняется 0,01—0,001% . [c.158]

Широкие возможности в этом отношении открывает метод определения коэффициента разделения в области разбавленных растворов, основанный на использовании радиоактивных изотопов [306]. В основу этого метода положен принцип простой перегонки с расчетом по известному уравнению Релея [c.168]

Метод перегонки с использованием радиоактивного изотопа был применен для исследования равновесия жидкость — пар в разбавленных растворах изопропилового спирта, меченного углеродом-14, в этиловом спирте [306]. Результаты определения коэффициента разделения приведены в табл. 19. [c.169]

Что касается числа стадий, необходимых для достижения данной степени разделения, то было найдено, что уже одноступенчатой перегонки, при очень низких давлениях, достаточно для разделения биологически важных веществ [2]. В более трудных случаях, например при разделении изотопов тяжелых элементов, таких как ртуть, уже требуется применять многоступенчатый прибор. В случае нефтяных углеводородов, с которыми мы имеем дело, подлежащая разделению смесь является весьма сложной и содержит несколько или большое число типов молекул с почти одинаковой летучестью. Любой аппарат для разделения нефтяных углеводородов при очень низких давлениях должен быть приспособлен для работы с достаточным числом ступеней разделения. [c.101]

Разделение изотопов другими методами. Для разделения изотопов применяются также фракционированная перегонка, химический обмен, центрифугирование, электролиз, миграция ионов в электрическом поле, адсорбция и фотохимическое разделение. [c.613]

Для разделения изотопов может применяться ряд методов газовая диффузия, термодиффузия, фракционная перегонка, химический обмен, центрифугирование, электролиз, электромиграция, электромагнитная сепарация и др. Из перечисленных методов только газовая диффузия и электромагнитная сепарация применяются для разделения изотопов урана. Остальные методы используются лишь для разделения легких изотопов водорода, лития, бора,.азота, кислорода и т. п. [c.446]

При разделении химических элементов осаждением, перегонкой, экстракцией, хроматографическим методом и т. п. проверка чистоты препаратов может проводиться методом радиоактивных индикаторов. При этом к разделяемой смеси веществ добавляют их радиоактивные индикаторы — те же вещества или элементы, содержащие в своем составе радиоактивный изотоп. После разделения смеси проверяют наличие или отсутствие данного радиоактивного вещества в компонентах разделяемой смеси. Если добавлены радиоактивные индикаторы нескольких элементов, то определение чистоты разделения должно проводиться с помощью спектрометра, позволяющего измерить активность каждого радиоактивного изотопа в отдельности. Если применение спектрометра невозможно, то необходимо вводить радиоактивный изотоп только в один компонент смеси, наличие загрязнений которым ожидается при отделении других компонентов, [c.537]

Возможность очистки топлива дистилляцией фторидов основана на различии в летучестях гексафторида урана UFa и фторидов продуктов деления. За редким исключением, фториды продуктов деления менее летучи, чем UFo. По этой причине даже при грубой перегонке можно добиться значительной очистки. Привлекательность этого метода для химиков и технологов, занимающихся проблемами разделения, объясняется двумя причинами. Во-первых, основные принципы и технология фракционной перегонки достаточно хорошо разработаны и освоены. Вторая причина связана с особой ролью UFg при разделении изотопов. Весьма выгодна с экономической точки зрения возможность регенерации урана этим методом непосредственно в виде UFe в тех случаях, когда регенерированный уран должен направляться на обогатительную установку для увеличения в нем концентрации урана-235. [c.469]

Ряд явлений, положенных в основу хроматографических методов, известен уже давно. Например, еще во времена Аристотеля морскую воду очищали с помощью некоторых видов почв. Также давно известно, что минеральные удобрения остаются в почве в течение длительного времени и лишь с трудом вымываются дождевой водой. Английские химики-почвенники Уэй [35] и Томпсон [30] изучали процессы удерживания в почве катионов из фильтрующихся сквозь нее растворов. В ходе исследований они открыли в 1850 г. основные законы ионного обмена, хотя и не представляли себе, насколько важны сделанные ими наблюдения. Ионный обмен на природных продуктах (главным образом, на минералах и почвах) был позднее подробно изучен, но серьезный интерес к этому процессу возник только после синтеза первого органического ионообменника (1935 г.). Адамс и Холмс [1], конденсируя фенолсульфоновые кислоты с формальдегидом, получили искусственные смолы, с участием которых в отличие от неорганических ионообменников возможен обмен в водных растворах не только катионов металлов, но и ионов водорода. После того как путем конденсации полиаминов с формальдегидом были получены анионообменники, определены условия, позволяющие удалять электролиты из водных растворов новым методом — деионизацией, а не перегонкой. По мере того как налаживалось получение анионо- и катионообмен-ников, их все шире стали применять не только для ионного обмена, но и для хроматографического разделения, т. е. возникла ионообменная хроматография. Во время второй мировой войны и после нее ионообменники постоянно применялись в ядерных исследованиях, поскольку, как выяснилось, они позволяют добиться высокоэффективного разделения радиоактивных изотопов. Ионообменная хроматография входит также в число методов, обеспечивавших в последние два десятилетия столь быстрое развитие биохимии. [c.13]

Из других способов обогащения воды тяжелым изотопом следует отметить-обогащение при действии металлов на воду, кислоты и щелочи, а также фракционную перегонку под уменьшенным давлением. Первый способ менее эффективен, чем электролитический, а второй дает лишь ничтожное разделение. При частичном вымораживании воды никакого разделения не обнаружено несмотря на значительное различие в точках замерзания обоих изотопов воды (Ля Мер и Юри, 1934). [c.47]

По своим физическим свойствам изотопы элемента несколько отличаются друг от друга. На этом и основано их разделение, методы которого разнообразны а) магнитная сепарация, б) газовая ди узия, в) термодиффузия, г) центрифугирование, д) электролиз, е) фракционная перегонка, ж) изотопный обмен. Сущность некоторых методов поясняет рисунок 48. [c.193]

Многоступенчатый агрегат ячеек для фракционирования трудно разделимых смесей (например, изотопов) с поступлением материала на одном конце и выходом продукта на другом может быть уподоблен фракционной колонке, каждая тарелка которой играет роль одной ячейки. В свою очередь, аналогом такой колонки служит система перегонных кубов, каждый из которых отдает жидкость следующему и возвращает флегму в предыдущий (считая в направлении от легкого конца к тяжелому ). Задав скорость поступления смеси, начальную концентрацию обогащаемого компонента и коэффициент разделения а при однократной перегонке, можно составить систему линейных дифференциальных уравнений, описывающую распределение концентраций вдоль колонки и изменение их во времени. Решение этой системы уравнений, за исключением случая уже достигнутого стационарного состояния с предельным обогащением, представляет большие трудности. Как было показано в предыдущей работе, они могут быть легко обойдены, если сделать оправдываемое опытом и вытекающее из граничных условий для упомянутой системы уравнений аппроксимирование распределения концентраций вдоль колонки. Оно было с успехом применено Юри [4 ] и заключается в том, что к некоторому моменту t до того, как достигнуто стационарное состояние, в прилегающей к кипятильнику части Я, от высоты колонки, эквивалентной р теоретическим тарелкам, достигнуто стационарное состояние, в то время как в остальной части 1 — А, концентрация отвечает первоначальной смеси. В этот момент колонка работает как достигнувшая стационарного состояния с рХ теоретическими тарелками. Граница передвигается со временем и к моменту 1 ], когда Я. = 1, колонка достигает стационарного состояния с предельным обогащением, отвечающим р тарелкам. [c.260]

С1 % СН , РЬ , так и радиоактивные изотопы—Н=, С", С , 535, С13 , РЬ . Стабильные И. и. получают обогащением природных изотопных смесей путем многократного повторения операции разделения (перегонка, диффузия, термодиффуэия, изотопный обмен, электролиз, см. Инотопов разделение), а также при помощи масс-спектрометрич. установок и по ядерным реакциям. [c.91]

Н. И. Гельперина, Курс теории перегонки и ректификации С. А. Багатурова, Теория разделения изотопов в колоннах ) [c.5]

Обычная ректификация позволяет разделять компоненты с близкими температурами кипения при разности между последними вплоть до 0,5° ори применении ректификационных колрнн с числом теоретических ступеней разделения (тарелок) порядка 400—5 00, как это требуется при разделении изотопов, удается разделять смеси компонентов, температуры кипения которых различаются всего лишь на 0,05°. Путем использования избирательных методов, а в трудных случаях комбинированием с другими способами разделения, например с экстракцией и, главным образом, с газовой хроматографией, удается производить разделение смесей, до сих пор считавшееся неосуществимым. В следующих главах будут более подробно изложены сложные процессы ректификации, которые были теоретически детально рассмотрены Куном, а также Куном и Риффелем [3]. До проведения любой перегонки (это относится как к дистилляции, так и к ректификации), прежде чем начать расчеты, необходимо решить целый ряд вопросов. В табл. 3 приведена рабочая схема, которая должна оказать помощь при решении отдельных. проблем разделения. [c.46]

Метод фракционирования. Ряд методов разделения стабильных изотопов основан на различии статистических свойств, связанных, в свою очередь, с различием свободных энергий соответствующих молекул. Наиболее распространенным из этих методов является фракционирование. Теория метода в принципе н>1чем не отличается от общей теории перегонки. Но благодаря тому, что, как правило, в смеси изотопов один из них присутствует в гораздо меньшем количестве,. а также вследствие того, что температуры кипения соединений разных изотопов различаются крайне мало, теория фракционирования изотопных соединений имеет ряд особенностей. [c.37]

Разделение As, Sb и Sn отгонкой в виде хлоридов исследовано с применением их радиоактивных изотопов при определепии в железе [1022], чугуне и сталях [1113]. Установлено, что при использовании навески 2 г и при отгонке As lg при 135° С одновременно с ним отгоняется до 5—10% Sb [1113]. Снижение температуры отгонки с 135 до 112° С хотя и значительно уменьшает переход Sb в дистиллят, но полностью его не устраняет, и загрязнение дистиллята сурьмой всегда имеет место при отделении малых количеств As от больших количеств Sb. В этих случаях необходимо полученный дистиллят подвергнуть вторичной перегонке в тех же условиях. Остаток присоединяют к основному раствору, содержащему Sb и Sn, для последующего отделения Sb. При отделении малых количеств Sb от больших количеств Sn оно также частично переходит в дистиллят, содержащий Sb. Для полного отделения Sb от Sn в таких случаях требуется повторная отгонка [150]. Введение a la в раст вор перед отгонкой (до 3,0—3,4 М) позволяет полностью отделять As от Sb из растворов, 2,4—5,0 М по НС1 [36]. [c.116]

Как радиоактивный реагент (радиореагент) для определения первичных и вторичных гидроксильных групп уксусный ангидрид имеет много преимуществ. В пиридине реакция ангидрида (в избытке) с этими группами протекает быстро и часто количественно при комнатной температуре при повып1енных темперагурах мож-1Ю обеспечить по существу полную этерификацию. Избыток ангидрида можно удалить путем гидролиза и последующей экстракции водным раствором щелочи или с помощью хроматографического разделения. Полученное соединение можно метить как изотопом так и тритием, что особенно ценно при использова[ши метода с двумя изотопами. При этом для реагентов, меченных тритием и изотопом можно получить удельные активности более 2 Ки/мМ (кюри на миллимоль) и до ОД Ки/мМ соответсгвеино, что обеспечивает высокую чувствительность метода. Помимо этого с помощью перегонки полученное соединение можно легко отделить от нелетучих примесей. Меченый уксусный ангидрид является ценным реагентом для определения стероидов и стеринов в микро- и макроколичествах, а гакже макроколичеств многих других соединений с гидроксильны ш группами. [c.71]

Однако фравдионирующей способности молекулярной перегонки свойственна одна особенность, которая может быть выгодно использована в отдельных случаях. Как видно из уравнения (1), скорость испарения обратно пропорциональна корню квадратному из молекулярного веса перегоняемого вещества.. Благодаря этому при помощи молекулярной перегонки можно производить разделение веществ, имеющих одинаковое или близкое значение упругости паров при различных значениях молекулярного веса. Так, например, при помощи низкотемпературной молекулярной дестилляции удается разделить изотопы ртути [4]. [c.86]

Разделение веществ, обладающих различной упругостью пара, методом перегонки — процесс широко известный, и поскольку изотопы также отличаются один от другого упругостью пара [359, 1050], то для их разделения может быть использована перегонка. Уже упоминалось, что испарение обусловливает разницу в изотопном составе морской и пресной воды. Одной стадии испарения, конечно, недостаточно для достижения значительного разделения, и процесс должзн быть повторен много раз. Для получения эффекта большого числа теоретических тарелок в одной колонне поток паров, поднимающихся вверх, приводят в тесное соприкосновение с жидкостью, стекающей вниз. Разделение значительно улучшается благодаря противотоку. В общем случае различие упругостей паров изотопов, связанное с нулевой энергией молекул, значительно только при низкой температуре. Если радиусы молекул и энергия вандерваальсового взаимодействия одинаковы для легких и тяжелых изотопов данного типа молекул, то частота колебания молекулы в целом по отношению к положению равновесия будет больше для легких молекул. Более высокие частоты колебания обусловливают повышенную нулевую энергию, и, следо- [c.459]

Не всегда, однако, молекулы тяжелых изотопов менее летучи, чем молекулы легких изотопов. В случае четыреххлористого углерода, например, молекулы, содержащие легкий углерод или тяжелый хлор, наименее летучи [105]. Некоторые вещества обладают необычайно высокой упругостью пара при комнатной температуре. В большинстве случаев эти вещества находятся в ассоциированной форме. Таким примером является НгО и HDO, отношение упругостей пара которых при температуре 313°К составляет 1,059 [1120], и разделение их методом перегонки наиболее целесообразно. Этот метод использовали для концентрирования D (из газообразного водорода), В (из BFg), (из СО) и Ю (из НгО). Изотопы лития разделяли при молекулярной перегонке металлического лития [2043]. Бревер и Мадорский [268] описали 10-ступенчатый молекулярный куб с противотоком для разделения изотопов ртутк. [c.460]

Различие давлений пара изотопных веществ привлекло большое внимание исследователей главным образом в связи с применением фракционной дистилляции для разделения изототзов. Впервые Бренстед и Гевеши [31 ] в 1920—1921 гг. методом частичного испарения получили небольшое разделение изотопов ртути, а также хлора в хлористом водороде. Кеезом и Ван-Дейк [27] в 1931 г. добились частичного разделения изотопов неона. Годом позже Юри, Брикведд и Марфи [28] фракционной перегонкой жидкого водорода достигли 25-кратного обогащения его дейтерием, что привело их к открытию последнего. Тем же путем в 1935 г. [29] был получен 50%-ный, а в 1939 г. [30]— чистый дейтерий (6400-кратное обогащение). [c.8]

Фракционная перегонка основана на зависимости давления паров химически одинаковых веществ от их массы, то есть на разности температур кипения легких и тяжелых изотопов. Осуществляется в специальных фракционных колонках с использованием принципа противотока пары жидкости, поднимаясь вверх, пробулькивают через стекающую вниз жидкость. При этом происходит обмен молекулами. Более легкие молекулы из жидкости переходят в пар, более тяжелые — из пара в жидкость. Метод применяется в основном для разделения изотопов Н и О воды. [c.200]