Радиоактивные изотопы в химическом анализе

Применение. Применение радиоактивности в химическом анализе неизбежно ограничивается элементами, изотопы которых легко доступны и имеют надлежащую активность. Некоторые из изотопов, применение которых особенно удобно, перечислены в табл. 27 более полный их перечень можно найти в Приложении (стр. 496). Некоторые из них можно приготовить в университетских или промышленных лабораториях при помощи циклотрона или другой аппаратуры для ядерных реакций. Нет сомнения в том, что эти материалы в будущем найдут гораздо более широкое применение по мере более полного выявления возможности использования их в аналитической химии. [c.332]

В том случае, когда не требуется химическое выделение исследуемых радиоактивных изотопов, активационный анализ можно проводить без изменения физических свойств образца. Эта возможность оказалась необычайно полезной при анализе ценных археологических объектов [15]. [c.212]

Радиоактивные и мало распространенные нерадиоактивные изотопы очень удобны для изучения обычных химических реакций, поскольку они позволяют создать метки, при помощи которых в продуктах можно распознавать частицы какого-либо реагента. Наиболее употребительными нерадиоактивными изотопами, которые используются в качестве химических меток, являются Н, и 0. Дополнительное удобство радиоактивных изотопов заключается в возможности измерения их концентрации по интенсивности радиоактивного излучения, что гораздо удобнее химического анализа. Среди радиоактивных меток укажем такие ядра, как Н, С, Р, [c.427]

Различные изотопы, в том числе радиоактивные, находят широкое применение в химии как средство получения меченых реагентов и последующего наблюдения за ними в процессе превращения в продукты реакции. Радиоактивные изотопы особенно удобны для химического анализа. [c.436]

Формы применения метода радиоактивных изотопов для целей химического анализа и контроля производства отличаются большим своеобразием. [c.19]

В применении радиоактивных изотопов для химического анализа наиболее важное значение имеют следуюш,ие направления. [c.20]

В более сложных случаях радиоактивационного анализа после облучения исследуемого материала необходимо прибегать к химическому разделению смеси элементов с введением нерадиоактивных коллекторов. После химического разделения измеряют радиоактивность выделенных соединений отдельных элементов и, таким образом, вычисляют количество образовавшегося радиоактивного изотопа, а отсюда — содержание микропримеси в исходном материале. [c.21]

М. С. Цвет впервые применил открытый им адсорбционный метод для разделения различно окрашенных растительных пигментов. При этом использовался столбик окиси алюминия, в котором компоненты сложного пигмента распределялись друг за другом, подобно различным лучам в спектре. Такой столбик адсорбента Цвет назвал хроматограммой. Это название применяется и в настоящее время, даже если адсорбированные вещества бесцветны. В последнем случае границы между зонами определяют другими методами. Для этого иногда применяют проявление подходящим химическим реактивом. Так, например, при анализе неорганических соединений часто проявляют растворами сернистого натрия, железистосинеродистого калия и т. д. Используют также другие методы, как например метод радиоактивных изотопов. [c.68]

Рентгено-флуоресцентная спектроскопия (РФС) приобретает все большее значение в анализе следовых количеств элементов, В качестве источника возбуждения используют обычную рентгеновскую трубку или чаще радиоактивные изотопы. Этот метод относится к неразрушающим и позволяет определять содержание многих элементов это обеспечило ему прочное положение при проведении серийных анализов твердых веществ. Предел обнаружения элементов во многих случаях составляет >10 млн . Но и в этом методе необходимо применять эталоны. В сочетании с химическими методами концентрирования (например, с осаждением с малорастворимыми сульфидами) дает хорошие результаты при анализе жидких или растворенных проб во многих случаях можно снизить предел обнаружения на несколько порядков, если удается взять для анализа достаточно большую пробу (например, при анализе родниковой, речной, морской воды на содержание следовых количеств элементов). [c.417]

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]

При помощи радиометрических методов анализа можно решать разнообразные аналитические задачи. Это оказывается возможным прежде всего потому, что радиоактивные изотопы обладают тождественными химическими свойствами со стабильными изотопами данного элемента. [c.486]

Методы, основанные на ядерных реакциях—радиоактивационный, или (его главная часть)—нейтронно-активационный метод анализа. Нейтронно-активационный метод возник после открытия атомной энергии и создания действующих атомных реакторов. Принцип метода заключается в следующем. Анализируемый материал подвергают действию нейтронного излучения в атомном реакторе или посредством нейтронного генератора. При взаимодействии нейтронов с ядрами элементов происходят ядерные реакции и образуются радиоактивные изотопы всех элементов, входящих в состав пробы. Затем пробу переводят в раствор и разделяют элементы химическими методами. Завершающим этапом определения является измерение интенсивности радиоактивного излучения каждого элемента пробы. [c.32]

Облучение потоком нейтронов, длительность которого может составлять от нескольких часов до нескольких суток, приводит к превращению всех элементов пробы в радиоактивные изотопы. Поэтому непосредственное измерение активности облученного образца не дает возможности определить содержание примеси каждого элемента в отдельности. Необходима предварительная химическая обработка материала. Полный нейтронный активационный анализ включает в себя следующие этапы. [c.790]

Как показано выше (рис. 14), применение метода послойного химического анализа углерода в стали или микроскопическое исследование изменения структуры на начальных стадиях водородной коррозии оказывается недостаточно эффективным. В связи с этим для изучения изменения содержания углерода в поверхностных слоях стали в начальной стадии ее взаимодействия с водородом был использован метод радиоактивных изотопов. [c.141]

Согласно авторадиографическим и электронномикроскопическим исследованиям (рис. 15, Ь ), процесс обезуглероживания начинается сразу при хемосорбции водорода сталью. Следовательно, индукционный период можно объяснить временем, в течение которого протекают локализованные химические реакции обезуглероживания и происходит зарождение трещин в отдельных дефектных местах. Время до начала обезуглероживания соизмеримо со стадией хемосорбции, т.е. практически близко к нулю. Полученные экспериментальные данные показывают, что во время индукционного периода уже наблюдается обезуглероживание, которое не удается заметить обычным послойным химическим анализом и исследованием шлифов после опыта, а обнаруживается с помощью метода радиоактивных изотопов. Поэтому определение индукционного периода, как времени до начала обезуглероживания стали, неточно. [c.165]

Из естественных радиоактивных элементов середины периодической системы достаточно простые радиометрические методики определения разработаны лишь для калия. Поскольку содержание естественного радиоактивного изотопа К в природном калии всегда строго постоянно, радиоактивность любого препарата калия пропорциональна содержанию калия. Это обстоятельство широко используется для простого, быстрого и достаточно надежного определения калия во многих индивидуальных соединениях и сложных смесях. Уместно напомнить, что обычные химические. методы анализа калия весьма трудоемки. [c.154]

Работа установки закачки контролировалась по показаниям приборов (расходомеров, манометров, рН-мет-ров) и по данным химического и радиохимического анализа закачиваемых растворов, а также путем отбора проб воды из наблюдательных скважин. Исследования показали, что при подготовке растворов в отстойниках и на песчаных фильтрах удаляется до 48% жирных кислот, до 60% ОП-7, до 53% железа керосинового контакта и Новости — не более 20%. Одновременно с пульпой из воды удаляются и некоторые радиоактивные изотопы (2г и МЬ —до 90%). [c.240]

Опубликовано более 40 работ по определению примесей в алюминии высокой чистоты активационным методом. Анализируемый образец и эталоны облучают в ядерном реакторе потоком нейтронов 10 —нейтрон см сек и измеряют активности образующихся при этом радиоактивных изотопов с помощью сцинтилляционного у-спектрометра. Время облучения (в зависимости от определяемых примесей) от нескольких часов до нескольких недель. Большей частью предварительно разделяют примеси на группы различными методами осаждением на носителях, экстракцией, ионообменной хроматографией. Известен метод определения примесей с использованием у-спектрометрии и без химического разделения селективность метода при определении отдельных элементов достигается выбором соответствующего времени облучения и охлаждения [5951. Предложен метод активационного анализа без разрушения образца с применением Ое (Ь1)-детекторов у-излучения, обладающих высокой разрешающей способностью [1093]. [c.228]

Основные этапы проведения радиоактивационного анализа заключаются в облучении исследуемого образца, химическом выделении и очистке определяемого элемента после добавления носителя (как правило, изотопного) и измерении активности выделенного препарата интересующего радиоактивного изотопа. В некоторых случаях можно избежать проведения химических операций, используя соответствующую измерительную аппаратуру, например у-сцинтилляционный спектрометр. [c.253]

Существенными преимуществами радиоактивационного анализа являются высокая чувствительность, которая для большинства элементов превосходит чувствительность других методов анализа и позволяет, как правило, проводить анализ без предварительного обогащения большая специфичность, основанная на характерных свойствах радиоактивных изотопов возможность. одновременного определения ряда примесей в одной навеске образца и учета потерь при химических операциях отсутствие поправки начистоту применяющихся реактивов, так как химические операции проводятся после облучения образца. [c.253]

Допустимые концентрации натрия в силикагелевых катализаторах настолько низки, что химические методы анализа могут оказаться недостаточно чувствительными. Метод активационного анализа с использованием нейтронного потока, позволяющего превращать атомы натрия в радиоактивный изотоп, оказывается настолько чувствительным, что можно определять содержание натрия до 0,0003 % со средним квадратичным отклонением 0,00002 % [353]. [c.755]

В последние годы интерес к аналитической химии кобальта сильно возрос. Это обусловлено разнообразными новыми применениями кобальта и его соединений. Общеизвестно использование кобальта в качестве легирующего компонента специальных сплавов с высокой твердостью и термостойкостью. Многие соединения кобальта обладают высокой каталитической активностью и служат катализаторами синтеза различных химических соединений. Радиоактивные изотопы кобальта широко применяются в медицине. Ряд сложных органических соединений кобальта влияет на обмен вешеств у растений и животных и т. п. Все ъто привело к необходимости разработать новые методы качественного обнаружения и количественного определения кобальта как основного компонента и примеси в технических и биологических материалах весьма разнообразного состава. Особое внимание в работах последних лет обращено на развитие методов определения следов кобальта. Для этого в настоящее время используются главным образом спектрофотометрические, кинетические и электрохимические методы анализа. Много исследований посвящено также синтезу новых органических реагентов для определения кобальта и изучению оптимальных условий их применения. [c.5]

Несмотря на то, что определение кальция при активации тепловыми нейтронами не отличается высокой чувствительностью (малая величина сечения активации и сравнительно большие периоды полураспада получаюш ихся радиоактивных изотопов), он довольно часто используется при анализе различных материалов. Преимуш ества метода — высокая специфичность и простота проведения химических операций. [c.108]

Задача разделения небольших количеств рзэ возникает преимущественно при работе с радиоактивными смесями осколочными продуктами, при получении радиохимически чистых а-, р- и 7-излучателей и источников, при активационном анализе различных веществ, а также при обычном химическом анализе. Основное внимание при этом уделяется достижению возможно полного разделения соседних элементов в одном опыте и наименьшего времени эксперимента. Последнее особенно важно в исследованиях короткоживущих изотопов. [c.96]

РАДИОХИМИЯ. Наука, изучающая химические свойства радиоактивных веществ и разрабатывающая методы определения радиоактивных изотопов химических элементов. Методы Р. используются прн изучении содержания естественных радиоактивных элементов в почвах, растениях (и в других объектах), а также при анализе почв, растений и с.-х. продуктов на содержание в них радиоактивных веществ, образующихся при ядерпых взрывах (радиоактивных изотопов стронция, цезия, церия, иода и других элементов). В Р. используются как химические, так и физические методы исследоваиия, в частности методы определения количества радиоактивных веществ по радиоактпвному излучению. Благодаря этому радиохимические методы позволяют определять чрезвычайно малые количества радиоактивных веществ. См. также Радиоактивность почвы, Изотопный метод. [c.250]

Радиометрический анализ обычно требует меньше времени и намного точнее, чем обычный химический анализ. При анализе на небольшие количества 7п(П) последний осаждают из раствора избыточным количеством (ЫН4)2НР04, в котором фосфор представляет собой радиоактивный изотоп, Р. Нерастворимый осадок Zn(NH4)P04 промывают и затем измеряют его радиоактивность. Зная радиоактивность чистого Р, можно вычислить концентрацию фосфатного осадка и, следовательно, цинка. Этот метод быстрее обычного гравиметрического анализа. Он не требует взвешивания, и продукт не обязательно должен быть чистым, необходимо только, чтобы был удален весь радиоактивный (ЫН4)2НР04. [c.428]

В качестве трассирующего элемента можно использовать любое вещество, которое не испытывает химического превращения в условиях выполняемого эксперимента и может быть легко и быстро обнаружено путем химического или физического анализа. Трассирующим веществом могут быть красители, кислоты, основания, радиоактивные изотопы и т. д. Измеряться при этом могут световая абсорбция — колориметрически, концентрация ионов водорода — потенцпометрически, интенсивность радиации — через число импульсов, показываемое счетчиком Гейгера, и т. д. [c.39]

РЕАКТИВЫ ХИМИЧЕСКИЕ — (реагенты химические) — химические препараты высокой или относительно высокой чистоты, предназначенные для анализа, научно-исследовательских работ, лабораторной практики. Реактивами называют также растворы нескольких веществ специального назначения. Например, реактив Несслера для определения аммиака и др. По степени чистоты и назначению реактивы делятся на следующие особой чистоты, химически чистые — X. ч. чистые для анализа — ч. д. а. чистые — ч. очищенные — очищ. технические продукты, расфасованные в небольшую тару — техн. . Кроме этого, реактивы еще подразделяют на группы в зависимости от их состава и назначения неорганические и органические, реактивы, меченные радиоактивными изотопами, комплексоны, фик-саналы, рН-индикаторы и др. При хранении, перевозке, расфасовке и использовании ядовитых, взрывчатых, огнеопасных и т. д. реактивов необходимо соблюдать специальные меры безопасности. [c.211]

Методы анализа фракций могут быть физическими, химическими и биологическими. Одним из лучших методов считается детектирование радиоактивных изотопов. Результаты измерений оформляют в виде кривой зависимости определяемой величины от объема злюата. По распределению пиков на хроматограмме судят о возможности объединения некоторых фракций, совершенно чистых, без примесей других компонентов. Методом ионообменной хроматографии можно разделять различные катионы и анионы, четвертичные аммониевые основания, амины, аминокислоты, белки, продукты гидролиза пептидов, физиологические жидкости, гидролизаты клеточных оболочек микробов, антибиотики, витамины, нуклеиновые кислоты. [c.361]

Инструментальные способы наблюдения точки кипения весьма разнообразны. Так, метод Руффа основан на резком измене11ии массы веи ества при закипании метод Каура и Бруннера на сдвиге капли ртути в горизонтальном капилляре, соединенном с реакционной ячейкой метод Шнейдера и Эш. — па скачке давления пара в результате разрыва покрывающей вещество тонкой нелетучей пленки. Известны варианты с использованием радиоактивных изотопов и т. д. Наиболее плодотворным оказался вариант, основанный на остановке температуры при нагревании образца в момент закипания при изобарическом режиме или на ее понижении, если опыт проводят в режиме, приближающемся к изотермическому. Приборы такой конструкции широко используют для измерения давления насыщенного пара как индивидуальных веществ, так и более сложных систем при температурах до 1700 К. Поскольку в точке кипения возникает струйное движение пара образца в холодную часть прибора, где он конденсируется, в качестве побочного результата опыта можно производить отбор пробы для химического анализа конденсата, что позволяет определить характеристику брутто-состава пара. Эго означает, что метод точек кипения дает для расчета две сопряженные характеристики насыщенного пара — его давление и брутто-состав [c.46]

Следует подчеркнуть, что состояние химического равновесия не является состоянием покоя, в котором отсутствует химическое превращение. Просто в силу равенства скоростей прямой и обратной реакции прекращается видимое изменение концентраций компонентов смеси. Если воспользоваться мечень1ми атомами, то нетрудно зарегистрировать продолжающийся химический процесс. Можно, например, в рассмотренном случае реакции водорода с иодом довести реакцию до равновесия, а затем ввести очень маленькую (индикаторную) добавку 2, содержащую радиоактивный изотоп иода Если добавленное количество иода мало по сравнению с уже имевшимся в реакционной смеси, то равновесие не нарушится, т. е. химический анализ смеси не зарегистрирует никаких изменений состава смеси. В то же время анализ изотопного состава покажет, что постепенно содержание радиоактивного иода в I а начнет уменьшаться, а вН1 накапливаться радиоактивный Это происходит потому, что в смеси продолжается химическое превращение. Из Н1, которая в первый период после введения изотопа состоит практически только из стабильного изотопа иода 1, продолжается образование Н а и 1 Из продолжается образование молекул Н1, которые в этом случае получаются радиоактивными. Процесс можно будет наблюдать до тех пор, пока радиоактивный изотоп не распределится равномерно между 1а и Н1. Можно убедиться, что и при этом химическое превращение не прекращается, если ввести в ту же реакционную смесь индикаторную добавку либо другой изотоп иода, либо изотоп водорода Щ или [c.176]

Радиоактивные изотопы широко применяются в химическом анализе. С помощью радиоактивных реагентов проводится прямое определение радиоактивных изотопов методом осаждения, радиометрическое титрование, анализ методом изотоиного разбавления, кроме того, применение радиоактивных изотопов дает возможность использовать ряд физических методов анализа, основанных на поглощении, отражении радиоактивного излучения и возникновении втооичного излучения,а также проводить так называемый активационный анализ. [c.318]

Практически не реагируя с нейтронами, А1 взаимодействует с а-частицами большой энергии. В 1934 г. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри облучали алюминий в течение 10 мин а-лучами полония (исполь зуемый ими образец Ро был получен Марией Склодовской-Кюри). При этом возникал радиоактивный изотоп какого-то элемента и "новое, непонятное излучение. На расшифровку происходящего явления ушел целый год. Химический анализ показал, что получающийся из А1 радиоактивный элемент переходит в газ при действии на облученный алюминий соляной кислотой. Супруги Жолио-Кюри предположили, что этот газ — фосфин, т. е. алюминий при действии на него а-лучей превращается в фосфор 2 1зА1 (а, п) °15Р. [c.51]

Радиоизотопная индикация может быть применена для разработки методик разделения многокомпонентных смесей не только в химическом анализе. Так, весьма трудоемкие определения состава равновесных фаз при разработке ректификационных методов разделения многокомпонентных жидких смесей значительно упрощаются, если предпринять радиометрическое определение полноты разделения компонентов. Для этого один (или несколько) компонентов разделяемой смеси метят Подходящим радиоизотопом, и затем процесс ведут до тех пор, пока радиоактивность полйостьй не сосредоточится в одной из фракций. Контроль полноты разделения будет тем более эффективным, чем выше энергия излучения изотопа, введенного для метки. Вот почему в весьма часто встречающихся случаях разделения смесей органических веществ следует по возможности метить компонент не С , обладающим весьма малой энергией излучения, а иными радиоизотопами. Например, если одним из компонентов разделяемой смеси является бромбензол, следует в качестве радиоизотопной метки выбрать Вг . [c.162]

Американскому изданию руководства предпослано подробное введение, в котором изложены основы принятой авторами номенклатуры меченых соединений, рассмотрены особенности синтезов с изотопами (использование микромстодов и вакуумной техники, необходимость определения не только химической, но и изотопной чистоты продуктов синтеза и т. д.), указаны общие принципы, на которых основаны методы анализа стабильных и радиоактивных изотопов, а также изложены основные положения техники безопасности при работе с радиоактивными веществами. Поскольку материал, содержащийся во введении, относится по существу ко всему руководству в целом, было признано целесообразным полностью сохранить его. Перевод введения помещен в книге Синтезы органических соединений с изотопами водорода . [c.6]

Известную проблему, особенно в биоаналитической химии, составляет определение выхода, т. е. определение процентного количества соединения после его выделения из, скажем, биологической матрицы. Выход часто определяется с помошью метода внутреннего стандарта, основное требование к которому состоит в том, чтобы он по своим свойствам был максимально близок к определяемому соединению. Очень часто эту проблему решить довольно трудно, что, естественно, влияет на достоверность результатов. Почти идеальными внутренними стандартами являются изотопно-меченные аналоги соединения, использование которых привело к исключительно важной роли масс-спектрометрического обнаружения в количественном газохроматографическом анализе. В этом случае для введения метки применяются стабильные изотопы (чаще всего дейтерированные аналоги), и вследствие высокой разрешающей способности такой системы обнаружения отношение меченого внутреннего стандарта и немеченого анализируемого образца можно определить точно. Химическое различие, обусловленное изотопным замещением, обычно пренебрежимо мало и не влияет на результаты выделения и обработки пробы. Хотя в капиллярной ГХ может наблюдаться небольшое различие во временах удерживания изомеров, меченных Н и н, влияние изотопного замещения на удерживание обычно не проявляется ввиду очень незначительного различия в способности к образованию водородных связей с неподвижной фазой. Как и при применении стандартов, меченных радиоактивными изотопами, определение меченого и немеченого соединений основывается целиком на специфическом методе одновременного обнаружения обеих форм. [c.174]

Трудности третьего типа возникают тогда, когда меченое соединение биологически не идентично немеченому, т. е. когда имеет 1есто так называемый изотопный эффект . К счастью, биологический изотопный эффект имеет ту же самую основу и подчинЯ ется тем же правилам, что и эффекты химических систем поэтому его учет не представляет больших сложностей для химика. В частности, изотопные эффекты обычно проявляются только у изотопов водорода. Следует иметь в виду, что радиоактивные изотопы обычно занимают только небольшую часть меченых полох<ений . Так, в образце [ 1- С,2-ЗН] ацетата большая часть молекул не содержит ни одного изотопа, практически нет молекул, имеющих оба изотопа, и совершенно отсутствуют соединения, содержащие более одного атома трития. Так, если образец превращается химическим или биологическим путем в СНС СОК, не следует ожидать, что 2/3 всего количества трития будет потеряно наиболее вероятный результат будет зависеть от тонких деталей механизмов превращений. Ситуация складывается совершенно иначе, если все возможные положения действительно заняты атомами изотопа, как это обычно бывает в случае тяжелых изотопов, например [2-2Нз] ацетата. Так, для определения числа атомов водорода, переносимых вместе с атомом углерода в процессе С-метилирования, обычно используют [Ме-2Нз] метионин (при этом основным методом анализа служит масс-спектрометрия). Стереоспецифическое введение метки, например частичное включение в прохираль-ную СНг-группу, широко применяется для изучения стереохимии процессов биосинтеза. В любом случае, однако, следует помнить, что скорость реакций меченых соединений может отличаться от скорости реакций немеченых аналогов, и интерпретировать результаты с необходимой осторох<ностью в общем случае предпочтительным является эксперимент, дающий ответ типа да — нет, а не тот, который можно интерпретировать только на основе неопределенных в количественном отношении изотопных эффектов. [c.469]

Чаще всего проводится вепрерывное исследование вытекающего раствора при помощи спектрофотометрического и кондуктометрического (включая и высокочастотную кондуктометрию) способов и периодически действующих химических авализаторов. В лабораторной практике при несложном оборудовании очевь широко применяется анализ отдельных фракций, который обычно завершает хроматографический эксперимент. Следует отметить большое удобство в применении радиоактивных изотопов, позволяющих использовать метод радиометрического детектирования в любом месте хроматогра-Г7 1 Г71 Г71 установки [419]. В некоторых случаях этот [c.94]