Изотопов разделение электролизом

Ряд работ был посвящен электролитическому концентрированию тяжелой воды из щелочных и кислых растворов. Эффективность разделения обоих изотопов водорода в тех и других оказалась одного порядка и мало зависит от рода электролита и его концентрации. Хотя детально механизм разделения еще не выяснен, однако несомненно, что разделение зависит в первую очередь от вторичных электродных процессов и обмена между выделяющимися на катоде дейтерием и водородом воды [11. Поэтому можно было ожидать, что концентрирование тяжелой воды будет происходить в нейтральных растворах примерно с той же эффективностью, как в кислых и щелочных. Так как разделение изотопов водорода электролизом нейтральных растворов до сих пор не было описано, мы провели для проверки этого положения несколько сравнительных электролизов с разными электролитами. [c.275]

VI. РАЗДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ КОЭФФИЦИЕНТ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА [c.99]

В сочетании с радиоактивными измерениями очень эффективной оказалась также бумажная хроматография капля раствора наносится на фильтровальную бумагу и затем вымывается раствором комплексообразователя. Отдельные компоненты исследуемой смеси располагаются на поверхности бумаги изолированными пятнами, которые идентифицируются по растворимости, цветным реакциям и в случае разных радиоактивных веществ — по характеру излучения. Распределение радиоактивных фракций и приблизительное определение их пропорции проще всего определять по радиографическим отпечаткам. Более точно это делают, измеряя активность золы от сжигания вырезанных участков хроматограммы. Этим способом можно разделять следы редкоземельных элементов в нескольких мкг смеси [И 19], следы металлов в биологических тканях и др. Во всех этих работах применялись смеси веществ, меченных соответствующими радиоактивными изотопами. Разделение облегчается комбинацией хроматографии с электролизом бумаги, смоченной комплексообразующим раствором. Например, трехдневный электролиз бумаги, смоченной молочной кислотой или тартратом аммония, дал полное разделение смеси лантанидов в 50 мм раствора с активностью 0,3 каждого из них [1120]. Дальнейшие примеры сочетания бумажной хроматографии с радиографией приведены на стр. 477. [c.435]

Для разделения изотопов применяются различные методы диффу-зия газов, термодиффузия, электромагнитное разделение, электролиз, фракционная перегонка, центрифугирование, химические методы (обменные реакции). [c.291]

В то время как относительное различие в массе изотопов для всех элементов, кроме самых легких, невелико, основные изотопы водорода различаются по массе в два раза. Это обусловливает относительно большее различие их свойств и облегчает их разделение. Влияние различия изотопов более сильно проявляется в физических свойствах, но обусловливает также и некоторое различие химических свойств. Так, при электролизе несколько легче подвергаются разложению молекулы воды, содержащие легкий изотоп, а молекулы, содержащие тяжелый изотоп, постепенно накапливаются в электролитической ванне. Это дает возможность, проводя процесс, многократно полностью разделить изотопы во-п.орода. [c.48]

Для обогащения или полного разделения изотопов применяют методы диффузии, термодиффузии, электролиза и обменные реакции. Обогащение можно также проводить с помощью методов осаждения и центрифугирования. Ректификационные методы разделения применяют для получения изотопов Не, О, В, С, N, 1 0, -Не, С1 и Аг. Обстоятельный обзор методов получе- [c.219]

Электролиз расплавов широко используется для получения легких, тугоплавких и редких металлов, фтора, хлора и бора, для рафинирования металлов и получения сплавов. Новой областью применения электролиза расплавленных электролитов является разделение изотопов. [c.464]

Радиоактивные изотопы используются также для установления полноты и чистоты разделения многокомпонентных смесей. Контроль разделения при электрофорезе, электролизе, хроматографии, экстракции, разгонке и т. п. легко осуществляется с помощью радиоактивных изотопов, входящих в состав компонентов смеси. При этом можно установить загрязнение одной фракции разделенной смеси другим компонентом и степень разделения вещества, а следовательно, и проверить методику обычного химического анализа. [c.318]

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]

Фтор был впервые получен Муассаном во Франции в 1886 г. по реакции, которая очень напоминает современный способ его получения. Муассан проводил электролиз раствора КР в жидком НР в платиновом сосуде. Промышленное получение фтора началось во время второй мировой войны, когда его стали применять при разработке атомного оружия для превращения урана в иГ . Гексафторид урана использовали в процессе разделения изотопов методом газовой диффузии, чтобы выделить У-235. Большая часть производимого в настоящее время фтора идет на производство полимерного вещества тефлона. Таким образом, производство фтора, начавшееся в чисто военных целях, направлено теперь в основном на бытовые нужды — изготовление прокладок для кухонной посуды, предохраняющих пищу от подгорания. [c.338]

Важнейшие методы разделения изотопов диффузия и термодиффузия в газах, центрифугирование газов, электролиз. [c.397]

Более удобными для анализа являются измерения факторов разделения легкого и сверхтяжелого изотопов водорода (Н/Т) при электролизе растворов Н2О с малым содержанием трития. При [c.208]

Для большинства схем получения тяжелой воды с использованием процесса электролиза воды величина коэффициента разделения изотопов водорода в этом процессе существенно влияет на технологические показатели производства. Применение хромовых добавок к электролиту для этих схем неэкономично. В схемах, для которых величина коэффициента разделения при электролизе не имеет большого значения, применение хромовых добавок может быть целесообразным. [c.75]

Испарение и унос влаги с газами из электролизера приобретают важное значение при использовании процесса электролиза для производства тяжелой воды. Предложено использовать естественные процессы испарения и уноса воды с газами из электролитических ячеек для отбора из ячеек конденсата, обогащенного тяжелым изотопом водорода, с целью создания непрерывной каскадной схемы разделения изотопов водорода без дополнительных затрат энергии на испарение воды из электролита. Более подробно этот вопрос будет освещен в VI главе. [c.81]

Фракционирование изотопов водорода при электролизе, являющееся основой электрохимических методов разделения. [c.238]

Процесс фракционирования изотопов водорода при электролизе характеризуется величиной коэффициента разделения а [c.238]

Коэффициент электролитического разделения изотопов водорода зависит от материала и состояния поверхности катода, его потенциала, состава электролита, наличия в нем добавок, плотности тока, температуры, длительности процесса электролиза и некоторых других факторов. Многочисленные исследования зависимости величины а от условий процесса электролиза дают плохо воспроизводимые и зачастую противоречивые результаты, что можно объяснить недостаточным учетом влияния всех факторов, определяющих величину коэффициента разделения. Из них наиболее важными в практическом отношении являются влияние на коэффициент а материала катода, температуры процесса и различных добавок к электролиту. [c.239]

Некоторый эффект разделения изотопов может наблюдаться при электролизе. Этот метод был использован для приготовления окиси дейтерия из воды и удобен при наличии дешевых-источников электроэнергии [20491. Электролиз был первым методом для разделения изотопов в широких масштабах, но его применение в основном ограничивается отделением дейтерия от водорода. Если обозначить отношение дейтерия к водороду в газе, выделяющемся при электролизе воды через Ru соответствующее отношение в воде через Rz, то коэффициент разделения а, равный Ri Ri, имеет величину 6, что определяет простоту увеличения концентрации дейтерия при электролизе больших количеств воды. Для других изотопов значение а достигает лишь 1,01, что делает метод малоэффективным. При электролитическом разделении изотопов преимущества системы противотока очевидны, поскольку они позволяют избежать потерь воды при получении высоких концентратов дейтерия. Газы, выделяющиеся на ступени N, соединяются с образовавшейся водой и добавляются к ступени N — 1). Пары воды, проходящие через эти газы, конденсируются и добавляются к ступени N -f 1). [c.461]

Физико-химические основы электролизного метода разделения изотопов. Известно, что электролиз воды в общем виде можно описать уравнением [c.279]

В настоящее время для электролиза воды и разделения изотопов водорода используются фильтрпрессные воднощелочные электролизёры с биполярным включением электродов, при этом значительная часть энергозатрат приходится на электрохимическое выделение кислорода, который для задачи концентрирования дейтерия и трития не является необходимым продуктом. Поэтому для избежания потерь энергии, расходуемой на выделение кислорода, можно устранить эту стадию. Для этого можно использовать электроды, проницаемые для водорода, но не проницаемые для щёлочи и воды, например, при использовании деполяризующего анода. [c.282]

В случае разделения в системе Н-О с использованием электролиза с ТПЭ, а = 6-9 при энергозатратах 3,8-4,3 кВт ч на 1 нм водорода, что превосходит параметры зарубежных водно-щелочных электролизёров. В работе [3] было проведено исследование процесса разделения изотопов водорода в системе протий — дейтерий при электролизе воды в ячейке с ТПЭ. При проведении электролиза в электрохимической ячейке с ТПЭ вода может подводиться как в анодное, так и в катодное пространство. С точки зрения энергетики более выгоден вариант с анодной подачей воды. При этом на поверхности анодного электрокатализатора происходит разложение молекул воды. Образующийся при этом кислород в газообразном состоянии выделяется в анодное пространство, а гидратированные ионы водорода переносятся через мембрану из ТПЭ [c.285]

В связи с большими энергозатратами процесс электролиза в чистом виде не применяется сегодня для разделения изотопов водорода, а более практичными являются комбинированные методы с использованием электрохимического разделения. [c.287]

Электрохимические методы выделения и разделения радиоактивных элементов и изотопов можно разбить на две принципиально различные группы — бестоковое осаждение и электролиз. [c.156]

Из стабильных изотопов наибольшее значение в химических исследованиях приобрел тяжелый изотоп водорода, дейтерий, открытый в 1932 г. Юреем, Брикуедде и Мерфи [6]. Фракционированием жидкого водорода был получен газообразный дейтерий. Уошборн и Юрей 7], Льюис и Макдональд [8] вскоре предложили более простой способ разделения изотопов водорода электролизом воды с его помощью была получена тяжелая вода . Уже в первых работах с ней Льюис [9], Холл [10], Бонгоффер [И], Клар [12] и другие ученые обнаружили, а затем стали подробно изучать реакции изотопного обмена водорода на дейтерий, короче — дейтерообмен. В СССР А. И. Бродский [13] приготовил воду, обогащенную тяжелыми изотопами водорода и кислорода, и успешно использовал ее для многих ценных работ по химии изотопов. [c.8]

При электролизе растворов, содержащих смесь ионов радиоактивных веществ, выделение каждого элемента происходит при потенциале электрода, равном или превышающем по величине критический потенциал выделения данного элемента. Таким образом, меняя напряжение на электродах заданным образом, можно последовательно выделять радиоактивные элементы — либо на катоде в виде металлов, либо на аноде в виде окислов или гидроокисей. Эффективность разделения зависит в первую очередь от соотношения потенциалов выделения разделяемых элементов, а также от плотности тока, температуры, состава электролита и материала электрода. Подбирая соответствующие условия, можно заметно увеличить величину интервала между потенциалами выделения разделяемых элементов, повысив тем самым чистоту разделения. Потенциал выделения можно также существенно менять, используя способность элементов к избирательному комплексооб-разованию. Так, радиоактивный изотоп С(1 может быть количественно отделен от радиоактивного изотопа 2п электролизом раствора, содержащего этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТУ) при pH = 3,5—4,0. В этом интервале pH 2п образует с ЭДТУ комплекс выделение 2п на электроде происходит только при значениях рН<3,0. [c.197]

Метод и аппаратура для разделения изотопов лнтия электролизом расплавленных солей. Франц, пат. 1190099 (1959) РЖХим, 1960, 97259П. [c.171]

Более высокое перенапряжение и более электроотрицательный стандартный потенциал, вместе со много раз меньшей концентрацией дейтерия по сравнению с протием, долх ны приводить к преимущественному разряду на катоде протия и накапливанию дейтерия в электролите. Однако значительного разделения изотопов водорода при электролизе не происходит. Это происходит потому, что между газовой и жидкой фазами протекает реакция изотоп-. ного обмена [c.351]

Разделение изотопической смеси химически чистых элементов наиболее эффективно проводится в газовой фазе методом Клузиуса. Элемент в газообразном состоянии или в виде одного нз своих летучих соединений пропускается через ряд стеклянных трубок, стенки которых поддерживаются ири низкой температуре, а по оси каждой из них протянута нагреваемая током проволока. Объединенное действие конвекции и диффузии в конце концов приводит к разделению изотопов в этой весьма простой установке, известной под названием колонки Клузиуса. Однако для водорода, который обычно содержит одну часть изотопа Н на 6000 частей изотопа Н , используется метод электролиза подкисленной воды с применением никелевых электродов и тока высокой плотности. Обогащенный дейтерием водяной пар конденсируют и снова подвергают электролизу до тех пор, пока не получится тяжелая вода с постоянной плотностью. Затем ее разлагают на поверхности раскаленного рольфрама и, наконец, очищают медленной диффузией через палладий. [c.214]

При электролизе воды водород и кислород практически всегда получаются влажными. Концентрация дейтерия во влажных газах, отводимых из электролизера, всегда выше, чем в сухих, так как концентрация тяжелого изотопа водорода в парах воды, насыщающих газы, близка к концентрации дейтерия в электролите. В зависимости от содержания паров воды в газах, отходящих из электролизера, эффективная величина эф коэффициента разделения изотопов водорода снижается по сравнению с его величиной, получаемой из выражения (VI- ). [c.239]

При электролизе воды в несколько большем количестве выделяется самый легкий изотоп водорода, что обусловлено различием в энергиях активации реакций, проте-каюш их на катоде. Поэтому жидкая фаза постепенно обо-гаш,ается дейтерием в соответствии с так называемым коэффициентом разделения 5 [c.236]

В водных раствора.ч примерно на 7000 атомов обычного изотопа водорода (протия Н) приходится один атом дейтерия О. Поляризация при выделении тяжелого водорода НО примерно на 0,1 В выше, чем при выделении обычного водорода Нг- В связи с эти.м при электролизе газ обогащается протием, а оставшийся раствор — дейтерием. Относительную степень этого обогашения называют коэффициентом разделения изотопов водорода (КР). [c.360]

Разделение изотопов водорода электролитическим методом было открыто еще в 1932 г. Вашберном и Юрейем [22]. Сущность этого метода заключается в том, что при электролизе обыкновенной воды в неразложившемся остатке содержится повышенное (в 3— 10 [c.10]