Разделение водорода выделение дейтерия

С электролитическим разделением водорода и дейтерия связано также преимущественное выделение легкого изотопа при реакции металлов с водой или водными растворами кислот. Для сильно электроположительных элементов вроде лития, [c.124]

Автором в ряде работ показано существование определенной связи между перенапряжением водорода и атомными радиусами металлов г [1—3]. Эта связь неоднократно проверялась экспериментально и в настоящее время используется для подбора электродных материалов с определенными свойствами 14—11]. Естественно ожидать, что разница перенапряжений водорода и дейтерия должна являться функцией атомных радиусов металла. В соответствии с этим отношение скоростей электролитического выделения водорода и дейтерия, определяющее величину коэффициента разделения, должно быть функцией атомного радиуса. В последние годы, преимущественно в работах японских исследователей, проведено систематическое изучение электролитического разделения водорода и дейтерия на различных металлах [12, 13]. [c.125]

За последние несколько лет значительно расширилась область применения низких температур как в промышленности, так и в исследовательских работах. В настоящее время практически нет научно-исследовательского института, который не использовал бы в своей работе таких сжиженных газов, как жидкие воздух, азот, водород или гелий. В промышленном масштабе, помимо широкого использования температур жидкого азота (для разделения воздуха и других разделительных процессов), начали использовать температуры жидкого водорода, и теперь работают крупные производственные установки по выделению дейтерия из водорода путем ректификации при низких температурах. В связи с этим актуальными являются проблемы очистки газов перед их ожижением. Во многих странах строятся большого размера (в несколько сотен литров) жидководородные камеры для изучения ядерных реакций. Требует практического разрешения вопрос о хранении, транспортировке и перекачивании больших количеств (до многих сотен кубических метров) жидкого водорода и жидкого гелия. В этой связи большое значение приобретает разработка особо эффективных теплоизоляционных устройств. С другой стороны, для радиотехнических работ весьма важным является создание миниатюрных холодильных установок. [c.5]

Коэфициент разделения. Если относительные скорости выделения водорода и дейтерия остаются в течение электролиза постоянными, независимо от состава воды электролита, то можно написать [c.120]

Другими словами, объяснение коэфициента разделения следует искать в разности перенапряжений на катоде для выделения газообразного водорода и дейтерия. Хорошо известно, что водород не выделяется из водных растворов при теоретическом обратимом потенциале для этого необходимо приложить избыточный потенциал, обозначаемый термином перенапряжение. Разряд водородного иона, находящегося в растворе в гидратированном состоянии Н3О+, может быть представлен в две стадии [c.123]

Величина а совпадает с коэффициентом разделения (9) и, очевидно, численно равна отношению скоростей выделения водорода и дейтерия на катоде. [c.100]

Вследствие пористой структуры электрода и большого содержания в нем водорода при определении величины катодного коэффициента разделения 0/Н = 5 на никелевых ДСК-электродах можно совершить ошибку. Так, при проверке результата первого ориентировочного измерения, давшего значение 5=10, оказалось, что в зависимости от предварительной обработки (электрода) могут получаться различные значения 5. Если электрод долгое время хранился в щелочи, то при измерении получается слишком малый коэффициент разделения, ибо сначала отдается накопленный в электроде водород. Он содержит такое количество дейтерия, которое соответствует термодинамическому равновесию, с коэффициентом разделения 5 = 3. Слишком малые коэффициенты разделения получаются и в том случае, когда выделение водорода происходит вблизи обратимого потенциала с плотностью тока порядка величины плотности тока обмена г о. В этом случае заметную роль играет обратная реакция анодного растворения водорода и практически получается термодинамически равновесное значение коэффициента разделения 5 = 3. Таким образом, можно ожидать, что коэффициент разделения зависит от перенапряжения, представляющего собой отклонение от обратимого потенциала. [c.284]

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]

При разделении воздуха широко применяется двухколонный ректификационный аппарат [64]. Произведенные расчеты показывают, что при применении его для выделения HD из водорода, содержащего природный дейтерий, и при получении концентрата, имеющего более [c.50]

Разделение водорода и дейтерия. Электролитическое разделение водорода и дейтерия обусловлено различием перенапряжения при выделении каждого из этих изотопов. Перенапряжение для дейтерия ожидается большим, что действительно подтверждается на опыте. Необходимо поэтому показать, что ббльшее перенапряжение для дейтерия совместимо с изложенной выше теорией. [c.562]

Основной стадией получения тяжелой воды является электролиз воды. При электролизе НаО и ОаО разлагаются с разными скоростями, в результате чего электролит обогащается тяжелой водой. Это происходит потому, что равновесные потенциалы при выделении дейтерия более электроотрицательны, чем для протия, а перенапряжение выше. В водороде, получаемом при электролизе, содержание дейтерия меньше, чем в исходной воде. Распределение дейтерия между газом и электролитом характеризуется коэффициентом разделения а. [c.26]

Большинство авторов считает, что причина несовпадения коэфициента разделения с константой равновесия водорода с водой заключается в различии скоростей соединения ионов изотопов с электронами в последнее время, однако, у некоторых авторов возникла тенденция вновь вернуться к идее, первоначально высказанной Эйрингом и Шерманом (1933 г.), о том что различие скоростей выделения газа обусловливается в значительной мере отношением скоростей соединения атомов водорода и дейтерия на поверхности электрода (Юрей и Тиль, 1935 г. Гросс и Гальперн, 1935 г.). [c.124]

Установки разделения изотопов водорода. В топливном цикле разрабатываемого в СССР и за рубежом дейтерий-тритиевого реактора для осуществления управляемой термоядерной реакции необходимо выделение из газов плазмы и возврат в цикл не успевших прореагировать дейтерия и трития. Процесс выделения состоит из двух основных стадий выделения Не и других примесей и разделения изотопов водорода с получением смеси дейтерия и трития. Метод газового разделения с использованием многоступенчатой каскадной установки с мембранными модулями на основе палладия и его сплавов, по мнению авторов [100, 101], наиболее перспективен. [c.317]

Электрохимические методы получения тяжелой воды основаны на фракционировании изотопов водорода в процессе электрохимического разряда водорода. В результате различия потенциалов выделения легкого (протия) и тяжелого (дейтерия) изотопов водорода, протий выделяется с большей скоростью, чем дейтерий. Это приводит к накоплению дейтерия в электролите (до определенного предела). Распределение дейтерия между газовой и жидкой фазой характеризуется коэффициентом разделения а [c.37]

Разделение изотопов водорода и спиновых изомеров водорода относится к одной из наиболее удивительных возможностей газовой хроматографии [479]. В препаративных целях изотопы могут быть разделены методами фронтальной или вытеснительной хроматографии [713—718] на нанесенной на целит палладиевой черни. Последовательность выделения тритий, дейтерий, водород. В этом случае имеющийся НВ, соответственно НТ и ВТ, подвергаются диспропорционированию и никогда пе существуют в виде чистых фракций. Для аналитических целей более подходящим оказался проявительный метод. Разделение с успехом осуществляли на молекулярных ситах 5 Л ж 13 X [719—724], окиси алюминия [725—731], окиси алюминия с папесенными окислами трехвалентного хрома [727] и трехвалентного железа [72(1, 732—736] при температуре —196° С. хотя в некоторых случаях и при более высокой температуре —160° С [737] и при более низкой температуре, ниже —200° С [725, 731]. Ядерно-спиновые изомеры молено разделить лишь в случаях отсутствия катализаторов, обеспечивающих их равновесие при температуре опыта [738]. По этой методике р-водород элюируется перед о-водородом, а о-дейтерий перед р-дей- [c.279]

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]

Для некоторых элементов возможно успещное разделение их изотопов электролитическим методом. Интересен случай отделения дейтерия — изотопа, который по своей массе и другим свойствам весьма сильно отличается от обычного водорода. Скорость катодного выделения водорода при электролизе легкой воды (Н2О) значительно превышает скорость выделения дейтрия при электролизе тяжелой воды (DgO). Поэтому при электролизе обычной воды выделяющийся на катоде водород всегда значительно беднее дейтерием и богаче обыкновенным водородом, чем электролит в тот же момент электролиза. В результате этого в ходе электролиза жидкий электролит как бы очищается от легкого изотопа водорода и, если исходить из большой первоначальной (например, 20 кг воды) массы, то в малом остатке (0,1 г) можно получить чистую тяжелую воду. Фракции недостаточно чистого тяжелого водорода, полученные при электролизе, окисляют в воду и подвергают вторичному (и так далее) электролизу. [c.29]

Изотопное разделение — изотопный эффект в химических реакциях — зависит от различной реакционной способности изотопов одного и того же элемента, например протия, дейтерия и трития. Наиболее тяжелый изотоп обладает, как было показано на примере реакций окисления [69, 70], наименьшей реакционной способностью. Ошибка, допущенная в этом отношении, может привести к неправильным выводам из опытов, проводимых в биохимии с мечеными атомами. В 1951 г. Торн [71] обнаружил, что янтарная кислота легче дегидрируется сукцинодегидрогеназой, чем ее изомер, содержащий дейтерий в метиленовых группах. Дю Виньо и сотрудниками [72, 73] было найдено, что при окислении меченого метилового спирта в организме крыс наблюдается определенное фракционирование трех изотопов водорода. Так, если метильные группы холина и креатина образуются из смеси СНгООН, СНгТОН и С НзОН, то в них соотношение Т В (так называемый коэффициент фракционирования ) составляет около 1,3. В формиате, выделенном из мочи, такое соотношение равно приблизительно 1,7. [c.215]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология