Изотопы и изотопный обмен Свойства изотопов

Изотопы и изотопный обмен Свойства изотопов [c.516]

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]

На основании зависимостей, установленных в работе [14], которые можно рассматривать как примеры соотношения (11,6) С — энергия диссоциации молекул. С"—комплексное свойство), авторы дали рекомендации по подбору пар веществ при изотопном обмене. В частности, они установили, что коэффициент разделения изотопов будет максимальным при условии, что изотопный обмен будет происходить между двойными соединениями изотопных элементов с наибольшим различием энергий связи (см. также [13]). [c.314]

Кинетические уравнения, описывающие протекание изотопного обмена, существенно различаются в зависимости от того, идет ли речь о гомогенном или гетерогенном обмене. Ниже приведен вывод кинетического уравнения только для простейшего случая — для так называемого идеального гомогенного изотопного обмена между двумя газообразными соединениями АХ и ВХ. Идеальным изотопный обмен в данном случае называют потому, что считают химические и физические свойства обоих участвующих в обмене изотопов совершенно одинаковыми. Полученные кинетические соотношения можно распространить на случай изотопного обмена двух соединений, находящихся в растворе. [c.126]

Проследить за изотопным обменом легче всего по перемещению радиоактивного изотопа. При исследованиях реакций изотопного обмена с помощью радиоактивных изотопов константу равновесия принимают равной единице. Скорость изотопного обмена зависит от свойств молекул, в состав которых входят обменивающиеся атомы, и от свойств окружающей их среды. [c.344]

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]

Замещение в соединении одного изотопа другим до некоторой степени изменяет свойства этого соединения. Меняются скорости химических реакций. На энергию активации реакции это замещение влияет таким образом, что образцы, содержапще более тяжелый изотоп, обычно реагируют более медленно. Также и константы равновесия обменных реакций отличаются от единицы. Их вычисляют с помощью статистической механики, если, конечно, известны основные частоты колебаний реагирующих веществ. Если колебательные частоты пе известны из спектроскопических измерений, то их вычисляют, предположив, что силовые постоянные при изотопном обмене не изменяются. Константа равновесия реакции [c.715]

Изменение в системе будет происходить до тех пор, пока полностью не выровняется изотопный состав элемента в веществах, участвующих в обмене. Достижение равновесия не зависит от механизма процессов, приводящих к этому состоянию, поэтому перераспределение изотопов посредством обмена можно рассматривать как своеобразное смешение. Уравнение (10) справедливо для систем, сколь угодно далеких по физико-химическим свойствам от идеальных газов, например, оно справедливо для равнораспределения изотопов в твердом теле и в концентрированных растворах. Это же уравнение определяет величину энтропии перераспределения изотопов между разными положениями внутри молекулы и т. д. [c.14]

При методе поверхностного обмена можно использовать также радиоактивные индикаторы, не являющиеся изотопами какого-либо элемента твердого вещества, которое участвует в обмене. Обычно применяют такой неизотопный индикатор, который по своим химическим свойствам аналогичен одному из компонентов решетки, может служить потенциалопределяющим ионом и участвовать в обменной адсорбции (см. стр. 105 и 110). При этом необходимо вносить поправку на различное сродство твердого вещества в поверхностном слое к данному компоненту решетки и к неизотопному индикатору. Это обстоятельство снижает точность метода, и поскольку в настоящее время имеются изотопные индикаторы почти для всех элементов, то данный метод поверхностного обмена мало применяется и будет рассмотрен лишь вкратце. [c.257]

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]

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]

Можно показать, что максимальному значению энтропии, а следовательно, и наиболее вероятному состоянию системы в случае идентичности свойств изотопов (идеальный изотопный обмен) отвечает условие равнораспределения изотопных атомов между раз- трчными химическими соединениями и фазами [c.24]

Если два соединения, между которыми происходит изотопный обмен, находятся в разных фазах, а эти фазы могут контактировать противоточно, и если скорость обмена высока, то реакцию можно осуществлять в многоступенчатой колонне, позволяющей в одном аппарате получить высокую степень разделения. С увеличением атомного номера различия в свойствах изотопов элементов уменьшаются. Следовательно, эти методы успешно могут применяться лишь для разделения изотопов легких элементов. Хотя реакции химического обмена потеи-циальпо обратимы, высокая термодинамическая вероят- [c.345]

ИЗОТОПОВ РАЗДЕЛЕНИЕ — разделение смеси изотопных веществ на компоненты, содержащие отдельные изотопы. Чаще всего И. р. сводится к выделению из смеси одного из изотопных веществ или просто к концентрированию этого вещества в смеси. И. р. является частным случаем разделения веществ, близких по свойствам (напр., изомерных соединений, полимеров разного молекулярного веса и т. д.). Ввиду близости свойств изотопных веществ их разделение весьма трудоемко. Для разделения используют различия физич. или химич. свойств веществ, обусловленные различием в их изотопном составе (см. Изотопные эффекты). В соответствии с используемым изотопным эффектом существуют следующие методы И. р. диффузия (различие коэфф. диффузии), термодиффузия (различие коэфф. термодиффузии), ректификация (различие давлений пара), химич. обмен (неравномерное распределение изотопов при изотопич. обменном равновесии), кинетич. метод (различие констант скорости химич. реакций), центрифугирование (различие плотностей) и электромагнитный метод (различие удельных зарядов ионов). [c.98]

Другой важный радиохимический метод — метод изотопного разбавления. В образец вводят радиоактивный изотоп, интенсивность излучения которого известна. После разделения, не обязательно количественного, измеряют радиоактивность чистого образца. По соотношению радиоактивности образца до и после разделения (если необходимо, с поправкой на распад), зная вес пробы, рассчитывают количество присутствующего в образце нерадиоактивного элемента. Эта методика, пригодная для определения одного элемента в присутствии других, близких по свойствам, предложена в 1931 г. Г. Хевеши и Р. Хобби [667]. Представляет также интерес метод анализа следов элементов, разработанный Э. Банаи [668], в котором объединены радиоактивное осаждение и ионный обмен. Г. Хевеши применил па практике метод нейтронной активации. Суть этого метода заключается в следующем. Образец облучают медленными нейтронами, которые взаимодействуют с атомными ядрами определяемого элемента, и один из изотопов в результате такой обработки становится радиоактивным. При соблюдении определенных [c.239]