Изотопов химическим обменом

I еще до сего времени в литературе появляются описа-1ня методов разделения изотопов химическим обменом, 3 котором для обращения фаз применяют химические [c.67]

Из процессов, разработанных для разделения изотопов, химический обмен больше других похож на перегонку и абсорбцию. Возможность разделения в этом процессе основана на том факте, что константа равновесия для таких реакций, как [c.41]

РАЗДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ ХИМИЧЕСКИМ ОБМЕНОМ В ЖИДКОЙ ФАЗЕ [c.45]

Химический обмен в применении к разделению изотопов многих элементов, включая уран, исследуется уже довольно долго, В то время как этот метод был с успехом применен для разделения легких элементов, эффективность разделения урана оказалась слишком малой для практических целей. Однако (1977 г.) французский Комиссариат по атомной энергии (КАЭ) объявил о разработке перспективного способа разделения изотопов урана, основанного на химическом обмене. Изменение взглядов в этом вопросе связано с обнаружением реакции, дающей почти вдвое больший элементарный коэффициент обогащения по сравнению с ранее опубликованными данными [1.11]. [c.14]

Основные научные работы посвящены применению масс-спект-рометрии для решения широкого круга химических, физических и геохимических задач. Одним из первых начал определять содержание различных изотопов в природных продуктах и указал, что с помощью этих данных можно установить происхождение соответствующих материалов. Показал, что данные, полученные при изучении кинетических изотопных эффектов, являются мощным средством при установлении механизма реакций, особеиио нри определении структуры активированного комплекса. Изучал содержание изотопов серы в различных природных продук-тах. Один из пионеров применения масс-снектрометрии для изучения содержания продуктов ядерного распада определил выход таких продуктов для многих реакций. Внес существенный вклад в изучение функции щитовидной железы с помощью радиоактивного иода. Разрабатывал методы разделения стабильных изотопов (изотопный обмен, термическая диф- [c.493]

Ожидают, что реакторы синтеза первого поколения будут использовать цикл дейтерий — тритий. Горючими в этом случае будут дейтерий и литий, изотоп которого литий-6, составляя 7,5 % природного лития, под действием нейтронов превращается в тритий и гелий. В более отдаленном будущем будет, может быть, необходимо использовать только дейтерий — изотоп водорода, который содержится в природе в количестве 1 ч на 6500 ч водорода (0,015 %) его выделяют из тяжелой воды с использованием методик, предусматривающих дистилляцию, электролиз и химический обмен [4] [c.26]

Затем к анализируемому образцу добавляют раствор, содержащий определенное количество неактивных носителей определяемых элементов, и растворяют образец каким-либо подходящим способом. Для элементов, имеющих более чем одно стабильное валентное состояние, необходимо создать условия, которые обеспечивают полный химический обмен между носителем и соответствующим радиоактивным изотопом. В противном случае могут иметь место значительные потери радиоактивного изотопа, а химический выход носителя не будет соответствовать выходу радиоактивного изотопа. Это соответственно приведет к искажению результатов анализа. [c.147]

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]

Химический обмен. Этот метод основан на обмене изотопами в двух соединениях, находящихся в разных фазах. [c.452]

При изучении изотопного обмена обычно принимают, что изотопы химически тождественны (см. стр. 8). Поэтому может возникнуть вопрос о термодинамическом обосновании реакции обмена. ДЯ для такого процесса равно нулю. Однако при равновесии, когда все изотопы равномерно распределены между реагирующими веществами, энтропия системы, в которой произошел обмен, больше, чем энтропия исходной системы, в которой изотопы распределены неравномерно. Возрастание энтропии системы, происшедшее в результате обмена, равно энтро-шии смешения изотопов свободная энергия системы уменьшается на величину, определяемую изменением энтропии [c.11]

Метод химических обменных реакций следует считать пригодным лишь при разделении изотопов сравнительно легких элементов. [c.26]

Оба эти преимущества относятся и к другому важному методу разделения — химическому обмену изотопами между определенными соединениями данного элемента. Но дистилляцию удается вести обратимо в значительно большей мере, чем обмен, вследствие чего первый процесс обычно более экономичен [58]. [c.9]

Еще в 1935 г. Юри высказал предположение о возможности разделения изотопов бора ректификацией и химическим обменом галогенидов бора. Методами статистической термодинамики он рассчитал коэффициенты разделения для нескольких систем. Данные Юри приведены в табл. 2. [c.31]

Для разделения изотопов в больших масштабах повидимому, лучше применять химический обмен, газовую диффузию и атмолиз, а для работы в небольшом масштабе—термическую диффузию и газовую центрифугу. [c.69]

Реакция изотопного обмена является химической реакцией, в которой два (или больше) химических соединения обмениваются между собой изотопами, например, обмен атомов иода между иодистым этилом и иодид-ионами [c.73]

Но уже ближайшие исследования ряда лёгких элементов (Ы, С, Н, О) показали, что, хотя и в меньшей степени, чем у водорода, у их изотопов достаточно заметно обнаруживаются химические различия, используя которые можно разделять или обогащать их смеси . Так, путём химической обменной реакции [c.167]

Недостаток применения изотопа состоит в том, что обычно он отсутствует в биологических объектах. А преимущество в том, что его можно ввести в определенные места молекулы и, следовательно, он будет играть роль внешней метки. Если число таких мест невелико, спектр состоит из небольшого количества линий. В случае белков Р используется двумя путями 1) вводят Р в участок связывания белка и наблюдают резонанс °Р в зависимости от действия различных агентов — pH, температуры, лигандов и т. д. 2) используют фторированный лиганд и наблюдают сигнал от связанного и несвязанного лиганда. Таким образом можно изучить химический обмен, определить различные параметры связывания и получить некоторые данные о структуре места связывания. Изотоп который до настоящего времени имел лишь ограниченное применение при исследовании нуклеотидов, мембран и фосфолипидов, наверняка будет более широко использоваться в будущем. [c.515]

Применение изотопов при исследовании механизма химических реакций дает возможность определять скорости образования и расходования промежуточных продуктов, выяснять последовательность образования промежуточных веществ, устана вливать вещества, образующиеся параллельно из одного и того же предщественника, а также выяснить, какие связи разрываются в процессе реакции. Причем для правильного рещения вопроса о кинетике необходимо располагать сведениями о протекающих в системе обменных реакциях. [c.376]

Это означает, что обмен может идти через стадию образования промежуточных продуктов и имеет некоторую константу равновесия, которая, впрочем, почти всегда равна единице (что соответствует равномерному распределению изотопа между обменивающимися соединениями). Поскольку при изотопном обмене не происходит собственно химических превращений, энтальпия реакции обмена АЯ = 0, т. е. процесс идет адиабатически (разд. 19.2.3). Единственной движущей силой этой реакции является увеличение энтропии, происходящее при выравнивании концентрации изотопа в обменивающихся веществах (подобно энтропии смешения газов, разд. 22.1.2). [c.202]

Работы второго класса проводятся в отдельных, специально оборудованных помещениях. В такой лаборатории должно быть особое хранилище изотопов, отдельные помещения для расфасовки, для химической работы, для измерений, душевая, пункт дозиметрического контроля, помещение для приема и хранения пищи. В лабо.раториях устанавливается повышенный (5—10-кратный) обмен воздуха, специальные шкафы, боксы и защитные камеры. Особые требования предъявляются к покрытию стен, полов, оборудованию. [c.329]

В основе метода изотопного обмена лежит применение обменных реакций, при которых вследствие небольшого различия в химически свойствах изотопов достигается их разделение (константа равновесия К отличается от единицы). [c.76]

Уверенность в том, что обмен, зафиксированный с помощью изотопов, протекает и в отсутствие последних, зиждется на далеко идущей аналогии в химических свойствах разных изотопов одного итого же элемента, аналогии, которую, как отмечалось в гл. 2, в абсолютно подавляющем большинстве случаев можно считать тождественностью. [c.131]

Эти недостатки устраняются пли сводятся к минимуму при использовании другого способа органнзацпи непрерывного процесса — изменения направления межфазового переноса на концах колонны. Такой способ применяется в технологии разделения изотопов химическим обменом (двухте.мпературная схема [12, 13]). В этом способе вспомогательные вещества не используются. Накапливаемый компонент извлекается из покидающего колонну ионита смесью исходного состава, но при условиях, которые обеспечивают пониженную селективность ионпта к выделяемому компоненту. [c.157]

Систематические исследования углеводородов как кислот и оснований были начаты только в связи с углублением наших знаний о кислотно-основном взаимодействии на основе теорий Бренстеда, Лоури, Льюиса и Измайлова. В виде общей концепции учение об углеводородах как кислотах и основаниях развивается Шатенштейном и сотрудниками [ПО]. Можно смело сказать, что как собственные оригинальные исследования Шатенштейна, так и литературный материал, обобщенный им в этой области [ПО, стр. 107—247 305—389], представляют существенный вклад в теорию, освещающую механизм химических превращений углеводородов. Необходимость в таком освещении возрастала по мере накопления экспериментальных достижений, связанных прежде всего с открытием многочисленных реакций изомеризации, полимеризации, крекинга и алкилирования углеводородов. В своих работах Шатенштейн рассматривает случаи образования карбанионов и ионов карбо-ния реакции углеводородов со щелочными металлами и основаниями, с одной стороны, и с кислотами и кислотоподобными веществами — с другой солеобразность щелочноорганических соединений и комплексов углеводородов с кислотами изотоп- ный обмен водорода между углеводородами как кислотами и основаниями механизм реакций изомеризации, алкилирования [c.352]

Если в химическом обмене участвуют два изотопных атома в различных валентных состояниях, более тяжелый изотоп концентрируется в состоянии с более высокой валентностью. Например, содержание 38( 1 в СЮ " и С107 выше, чем в СЮ . [c.161]

В сороковые и пятидесятые годы были освоены практически все известные методы разделения изотопов газодиффузиозный, электромагнитный, центрифужный, химический обмен, ректификация. Стимулом, резко ускорившим поиск и исследование оптических методов, явилось интенсивное развитие лазерной техники в бО-е-70-e годы. Сегодня работы по разработке и внедрению новых методов разделения изотопов в значительной мере мотивируются прогрессом науки и технологии, которые всё более нуждаются в веществах с регулируемым изотопным составом. [c.460]

Наилучшим методом разделения легких элементов оказался химический обмен. Поэтому он был успешно применен для разделения изотопов водорода, бора, углерода, азота, кислорода и серы. Но для элементов с более высоким атомным весом коэффициенты разделения при химическом обмене слишком близки к единице, и разделения практически не происходит. Если обменные реакции, происходяидие в середине колонки, почти обратимы и на их протекание затрачивается очень мало энергии, то реакщш на обоих концах колонки необратимы и требуют очень большого расхода химических реагентов. В производстве тяжелой воды этих трудностей можно избежать, применив двухтемпературный процесс, при котором флегма получается в соседней колонке при температуре, отличной от температуры первой колонки. Но этот л етод требует установки вчетверо большего размера. Флегма оказывается особенно экономичной, если она создает продукты, имеющие сбыт, такие, как Н9504, получающаяся при обогащении обменом между N0 и НКЮз, или электролитические водород и кислород, образующиеся на заводе по производству тяжелой воды в Трейле, [c.363]

Кроме коэффициента разделения, при выборе оптимального процесса разделения изотопов должны быть рассмотрены такие факторы, как производительность отдельных аппаратов и расход энергии на единицу получаемого конечного продукта. С учетом этих факторов дистилляция и химический обмен более выгодцы [c.520]

Химический обмен — метод И. р., основанный на неравномерном распределении изотопа в системе двух веществ при равновесии изотопного обмена. Коэфф. разделения определяется соответствующими константами равновесия. Так же, как ректификация, метод химич. обмена применим к легким изотопам, однако мол. вес соединений не имеет значения для величииы а. Процесс чаще всего проводят в колоннах. Поскольку обмен происходит между различными химич. соединениями, то прямой поток в колонне представлен одним веществом, а возвратный — другим поэтому на конце колонны необходим реактор для обращения потоков, т. е. для химич. превращения одного вещества в другое. В лабораторной практике метод широко применяется для разделения многих легких изотопов. Используется иногда каталитич, изотопный обмен и изотопный ионный обмен. В пром-сти химич. обмен применяется при концентрировании дейтерия ири этом для ликвидации дорогостоящей стадии обращения потоков использован т. н. двухтемпературный вариант изотопного обмена между водой и сероводородом, в к-ром стадия химич. превращения воды в сероводород заменена изотопным обменом между этими же веществами, но при более высокой темп-ре. В произ-ве тяжелой воды применяют также химич. обмен между водой и водородом в сочетании с электролизом, к-рый представляет собой в этом случае стадию обращения потоков (см. Дейтерий). [c.100]

Семиохиным с сотрудниками [16] исследована кинетика абсорбции и десорбции СОг различны.ми аминами и определены коэффициенты однократного разделения изотопов углерода и кислорода при химическом обмене двуокиси углерода с ее различными аминными комплексами. Было найдено, что коэффициент разделения по углероду и кислороду при термическом обращении фаз составляет при комнатной температуре а= 1,010-1-0,001 [17]. [c.71]

Юрэй и сотрудники использовали обмен в жидкой фазе между растворимым газом и ионным растворенным веществом для осуществления частичного концентрирования тяжелых изотопов углерода, азота и серы. Главные особенности такого способа разделения суммированы в табл. 2. На рис. 11 показан поток материалов в непрерывном процессе концентрирования тяжелого углерода химическим обменом между НСМ и цианид-ным ионом. Аналогичный метод был использован для производства этого изотопа Юрэем и сотрудниками [8] в лабора- [c.41]

Для получения чистого 0 из природного кислорода, содержащего его 0,2%, нужно было применить установку из шести ступеней общей длины 82 м. Сначала был получен 95% О 4-5% 0 , который после вторичного разделения дал 99,5% 0 0,5% 0 . Из-за малого содержания тяжелых изотопов в исходном кислороде концентрирование требовало много времени за 1 /2 года было получено 250 см концентрата. Необходимо отметить, что в природном кислороде тяжелые изотопы присутствуют почти исключительно в виде молекул 0 0 и 0l 0 . Выделение 99% молекул 0 с1% О Ю оказалось возможным потому, что на горячей платиновой проволоке трубки по мере концентрирования поддерживалось равновесие согласно реакциям 0 Ч-Ог = 20l 0 и 0 4- Оа = =201 0 , благодаря которым легкие изотопы отделялись от тяжелого.Втом же приборе было получено полное разделение природного азота на молекулы К и но выделить чистый N 2 не удалось, так как соответствующая реакция N 3 -Ь N 1 = в трубке не шла. Исходный азот был предварительно обогащен тяжелым изотопом химическим методом обменной реакции между КНд и NH4N0з до 1,8—3% Через 55 дней был начат отбор проб, в которых содержание молекул было 98,9% с примесью 1,1% N 2- За 5 месяцев было получено 1,5 л этого концентрата. В недавней работе Клузиус [64] получил 99,8% N 2. [c.95]

Е. Изотопный обмен. Важным подразделом метода, основанного на изучении химических свойств, является использование стабильных или радиоактивных изотопов. Применимость этих методов ограничивается в основном доступностью подходящих изотопов, счетного обрудования и аппаратуры для количественного определения изотопного замещения. Интересный пример применения этих методов описан в работе по термическому и фотохимическому разложению ацетальдегида. Реакция может быть представлена уравнением [c.100]

Реакции йзотопного обмена. Реакциями изотопного обмена называют реакции, которые заключаются только в обмене изотопами между взаимодействующими веществами, в результате чего продукты реакции, будучи одинаковыми с исходными веществами по своему химическому составу, отличаются от них по своему изотопному составу. [c.543]

Бода, молекулы которой включают тяжелые изотопы водорода и кислорода, обобщенно называется тяжелой водой. Однако под тяжелой водой прежде всего имеют в виду дейтериевую воду ВгО . В природной воде 99,73% приходится на обычную воду НгО . Из тяжелых разновидностей в природной воде больше других содержится НгО (0,2 мол. доли, %), НгО (0,04 мол. доли, %) и НВО (0,03 мол. доли, %). Содержание остальных разновидностей тяжелой воды, в том числе и тритиевой ТгО, составляет не более мол. доли, %. Химическое строение молекул тяжелой воды такое же, как у обычной, с очень малыми различиями в длинах связей и углах между ними. Однако частоты колебаний в молекулЕ1Х с тяжелыми изотопами заметно ниже, а энтропия выше, чем в протиевой воде. Химические связи В—О и Т—О прочнее связи Н—О, числовые значения изменения энергии Гиббса реакций образования В2О и ТгО более отрицательны, чем для Н2О (-190,10, -191,48 и -185,56 кДж/моль соответственна). Следовательно, прочность молекул в ряду НгО, В2О, Т2О растет. Для конденсированного состояния разновидностей тяжелой воды также характерна водородная связь. Лучше других исследованы свойства дейтериевой воды В2О, которую обычно и называют тяжелой водой. По сравнению с НгО она характеризуется большими значениями плотности, теплоемкости, вязкости, температур плавления и кипения. Растворимость большинства веществ в тяжелой воде значительно меньше, чем в протиевой. Более прочные связи В—О приводят к определенным различиям в кинетических характеристиках реакций, протекающих в тяжелой воде. В частности, протолитические реакции и биохимические процессы в ней значительно замедлены. Вследствие этого тяжелая вода является биологическим ядом. Получают тяжелую воду многоступенчатым электролизом воды, окислением обогащенного дейтерием протия, изотопным обменом между молекулами воды и сероводорода с последующей ректификацией обогащенной дейтерием воды. [c.301]

Протон (от греч. protos — первый) — устойчивая элементарная"] (фундаментальная) частица с единичным положительным электрическим зарядом П. в 1863 раза тяжелее электрона протоны образуют вместе с нейтронами ядра всех химических элементов. Число П. в атомном ядре определяет заряд ядра (2) и место соответствующего элемента в периодич. системе Д. И. Менделеева. Наиболее легкое ядро — ядро изотопа водорода (протия), представляет собой один протон. Поскольку атом водорода имеет только один электрон, его ионизация приводит к образованию положительного иона Н+, который в растворах гидратирован (НзО+). Этот ион играет важную роль в кислотно-основных равновесиях (кислота протон + + основание), в ионном обмене, в электролитической диссоциации и др. Протонизация — присоединение протона Н+. [c.109]

Практическое применение нашли обменные реакции для синтеза органических соединений, меченных изотопами водорода, 5 и радиогалогенами. Преимущества этого способа проявляются ярче всего при синтезе меченых веществ, получение которых синтетическими или биосинтетическими методами затруднено или невозможно. Выходы получаются высокие, чистота веществ в случае классических обменных реакций обычно выше, чем в химических синтезах, хотя при обменных реакциях нельзя забывать о возможности изомеризации или перегруппировок. Если в молекуле имеется несколько атомов обмениваемого элемента, то специфически меченные соединения можно получить только в ограниченном числе случаев. Обычно получают неспецифически меченные соединения, что, однако, во многих случаях не является недостатком. Большое внимание необходимо уделять стабильности связи радиоизотопа в молекуле меченого вещества в условиях применения. Определенный недостаток этого метода состоит в том, что атомы, замененные в мягких условиях, в условиях применения также легко будут потеряны при жестких условиях замены могут происходить различные побочные реакции или распад молекулы, предназначенной для получения меченого-соединения. [c.684]

Уран и его соединения токсичны для человеческого организма. Токсич-эдость основывается как на радиоактивных свойствах урана, так и на его химическом воздействии на обмен веществ. В табл. 37 помещены полученные экспериментально значения максимально допустимых концентраций лажнейших изотопов урана (для а-активности). [c.1278]