Анализ изотопов водорода

Используя нагреваемую вакуумную систему, Томас [2012] осуществил прямое масс-спектрометрическое определение содержания дейтерия в образцах тяжелой воды. Ошибки, связанные с адсорбцией, не были исключены полностью, но их значительное снижение позволило получить точность анализа 0,3 ат.% дейтерия для концентраций дейтерия до 10 ат.%. Уошберну, Берри и Холлу [2132] первым удалось осуществить анализ изотопов водорода в образцах воды с точностью, сравнимой с анализом газообразного водорода. Они использовали прибор, сконструированный специально для анализа водно-спиртовых смесей. Благодаря тщательной юстировке масс-спектрометра и методике споласкивания масс-спектрометра двумя образцами авторам удалось определить разницу в содержании дейтерия до 0,0006 ат.% в пределах концентраций, соответствующих естественной распространенности. Масс-спектрометр был модифицирован введением дифференциальной откачки (так что адсорбционные эффекты [c.86]

Во-первых, газо-хроматографический метод универсален. Он применим к анализу очень широкого круга объектов, начиная от анализа изотопов водорода до олигомеров и металлов, т. е. для соединений, температура кипения которых лежит в пределах от —250 до 1000° С. Метод позволяет получать в одном анализе информацию не о каком-либо одном веществе, а о содержании всех (или большинства) компонентов, присутствующих в сложной смеси. [c.8]

В особых случаях, например при анализе изотопов водорода [100, 101]. Наиболее благоприятные условия работы катарометров с гелием или водородом в качестве газов-носителей обеспечивают наибольшую возможную эффективность капиллярных колонок. [c.154]

Газовая хроматография как новый метод анализа изотопов водорода. [c.95]

Ошибки определения распространенности изотопов могут возникать при использовании многоатомных молекул вследствие различной вероятности разрыва связей между атомами изотопов. Предположение о полной идентичности изотопов данного элемента (за исключением их массы) часто оказывается недостаточно точным. Разница в энергии связи наиболее резко заметна в случае водорода и дейтерия. Поэтому в настоящий раздел включено рассмотрение общего случая и конкретных примеров анализа изотопов водорода. Ошибки, вызываемые этим фактором, оказываются наибольшими, если относительное содержание осколочных ионов в масс-спектре велико. Однако иногда точные результаты могут быть получены и при наличии больших осколочных ионов. Рассмотрим молекулы с изотопами АВ и А В, где В представляет собой один атом или группу атомов. Пусть вероятности ионизации для всех типов ионов этих двух молекул относятся, как р р. Пусть вероятность образования молекулярного иона в спектре АВ равна х, а вероятность образования осколочного и многозарядного ионов равна (1—х). Для молекулы А В соответствующие значения выразим как ж и (1—х ). Предположим, что в масс-спектрометр вво- [c.87]

Газовая хроматография имеет в настоящее время широкую область применения, которая не ограничивается разделением простых органических соединений (углеводороды, эфиры, спирты и амины), но включает также разделение ароматических веществ, сахаров, аминокислот, металлоорганических соединений, силанов, высокомолекулярных полимеров и изотопов водорода. Возможность анализа малых проб позволяет использовать газовую хроматографию в биохимии, медицине и физиологической химии. Ряд [c.25]

Еще ОДНОЙ самостоятельной областью количественного определения воды является анализ ее изотопного состава. Если в исследуемом объекте присутствуют два изотопа водорода— протий и дейтерий, то в нем будут реализоваться три изотопные модификации молекулы воды HjO, HDO и DjO. Соотношение между их концентрациями при нормальных условиях подчиняется формуле [HDO] / [c.187]

Книге предпослано введение авторов, относящееся по существу ко всему руководству. В нем изложены некоторые общие вопросы, связанные с проведением синтезов с мечеными атомами. Рассмотрена номенклатура, позволяющая обозначать органические соединения, содержащие всевозможные изотопы в самых различных комбинациях и сформулированы шесть основных правил, лежащих в основе такой номенклатуры. Кроме того, во введении рассмотрены некоторые наиболее существенные особенности синтезов с изотопами (необходимость использования микрометодов, вакуумной техники и т. д.), приведены наиболее важные характеристики изотопов водорода, углерода, азота, кислорода, фосфора, серы и галоидов, а также указаны общие принципы изотопных анализов как стабильных, так и радиоактивных изотопов. Рассмотрена возможность изотопного фракционирования в процессе работы с изотопами легких элементов, [c.6]

Анализы на углерод показали, что в соединении содержится небольшое количество легкого изотопа водорода это было также подтверждено данными инфракрасной спектроскопии. [c.241]

Газоадсорбционная хроматография не очень популярна. Ее применения ограничены небольшим числом хорошо определенных анализов, которые было бы очень трудно выполнить с помощью газожидкостной хроматографии. По существу это анализы газовых смесей изотопов водорода [52], воздуха п газообразных продуктов горения [53], сжиженного нефтяного газа (С , насыщенные, ненасыщенные и циклические углеводороды Сг—С5, включая большинство изомеров) п многих других газов. Это обусловлено некоторыми серьезными проблемами, возникающими в связи с применением адсорбентов при анализе более высококипящих полярных веществ. [c.105]

Анализ кинетических уравнений показывает, что специфичен ский катализ должен наблюдаться при к2 ка. В этом случае устанавливается и поддерживается термодинамическое равновесие в первой, обратимой стадии. Замена легкого изотопа водорода на дейтерий или тритий в растворителе, а следовательно, и в кислоте НА, увеличивает равновесную концентрацию ионов (так как связи в ионах RD+ или RT+ прочнее, чем в RH+) и ускоряет реакцию. Наоборот, при ki< ku когда равновесия в первой стадии нет, такая замена замедляет реакцию, так как дейтерированные (или тритированные) соединения реагируют медленнее, чем водородные. [c.257]

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]

Определение изотопного состава водорода. Наибольшее число работ посвящено анализу смеси изотопов водорода. Первые работы ставили своей задачей произ- [c.232]

В качестве бомбардирующих частиц можно также использовать ядра различных элементов, имеющих необходимую энергию. Практическое применение в активационном анализе к настоящему времени получили только ядра изотопов водорода и гелия протоны р, дейтроны с1, тритоны /, гелий-3 (Не ) и а-частицы. Под действием этих частиц облучаемые ядра испытывают многообразные ядерные превращения, специфичные для каждой бомбардирующей частицы. [c.97]

Разделение изотопов в разряде постоянного тока (эксперимент). История наблюдения эффекта. В упоминавшейся работе [1] в тлеющем разряде постоянного тока было обнаружено разделение изотопов водорода, а попытка зарегистрировать разделение изотопов ксенона оказалась неудачной. Причиной неудачи была скорее всего недостаточная чувствительность методики, применявшейся для диагностики изменения изотопного состава. Авторы определяли удельный вес по теплопроводности газа в пробах. Масс-спектрометрический метод анализа не применялся. Эффект разделения изотопов водорода был объяснён преобладанием в разряде молекулярных ионов дейтерия. Это качественное объяснение эффекта подтверждено расчётом в последующей подробной работе, посвящённой уже только изотопам водорода [16]. Вопрос о наличии в разрядах постоянного тока разделительного эффекта, непосредственно связанного с различием масс частиц, в течение длительного времени оставался невыясненным. [c.345]

Целью настоящей главы является анализ перспективности различных ядерных циклов, основанных на использовании изотопов водорода, гелия, лития, бериллия и бора. Основное внимание уделяется ядерно-физическим аспектам вопроса. В разделе 15.2 рассмотрены топливные смеси ОТ, 0Т Ь1, [c.233]

В анализе перспективности D Li топлива невозможно полностью учесть все перечисленные выше особенности. Однако упрощённая модель, включающая все реакции первого поколения и часть вторичных процессов, была реализована [31, 32] и позволила сделать некоторые выводы о роли Li в плазме, состоящей из изотопов водорода. В [31] исследована кинетика 13 ядерных процессов D + D, D + Li, D + T, D + Не, D + Ве и D + Li в условиях магнитного удержания плазмы. При этом механизм саморазогревания описывался в рамках ES процесса, т. е. повышение температуры плазмы происходило за счёт упругого кулоновского рассеяния быстрых частиц на ионах топлива. [c.241]

Метод газовой хроматографии можно использовать и для анализа нелетучих веществ путем определения продуктов их пиролиза или использования исследуемых веществ в качестве неподвижных фаз. Анализ нелетучих соединений может быть осуществлен также методом газовой хроматографии при повышенном давлении. Существует хроматографический метод анализа таких легких веществ, как изомеры и изотопы водорода. [c.14]

Метод газовой хроматографии можно использовать для анализа нелетучих веществ путем определения продуктов их пиролиза или использования исследуемых веществ в качестве неподвижных фаз. Существует также хроматографический метод анализа изотопов и изомеров водорода. [c.9]

Изотопный состав химических элементов в природе постоянен. Искусственным путем он может быть изменен. Всякое искусственное изменение изотопного состава является меткой, которую можно обнаружить. Если изменение изотопного состава связано с обогащением каким-либо стабильным изотопом, то для анализа используется масс-спектрометрия, а для изотопов водорода в органических соединениях, кроме того, измерение плотности воды, образующейся после сожжения. Если изменение изотопного состава является результатом введения радиоактивного изотопа, то для анализа применяются радиометрические методы. [c.502]

Масс-спектроскопический метод (й). Масс-спектрограф дает, повидимому, хороший способ анализа изотопов водорода Бликней (1932 г.) разработал метод точного количественного определения соотношения Двух изотопов в смесях со сравнительно малым [c.115]

Б644. Количественный газохроматографический анализ изотопов водорода Hg, HD, 2 на протравленном стекле. [c.223]

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]

В круговороте веществ в биосфере постоянно участвуют в основном одни и те же элементы водород, углерод, азот, кислород, сера. Из неживой природы они переходят в состав растений, из растений — в животных и человека. Атомы этих элементов переходят из организма в организм и удерживаются в круге жизни сотни миллионов лет, что подтверждается данными изотопного анализа. Указанные пять элементов называют биофильными элементами (жизнелюбивыми), при этом не все их изотопы, а только легкие. Так, из трех изотопов водорода Н, Н, биофильным является только Н. Из трех природных изотопов кислорода 0, О, 0 биофилен только 0, а из изотопов углерода — только 12С. [c.600]

И. о. используют при изотопов разОеленип, получении меченых соединений с его помощью изучают строение молекул. На анализе И. о. основан один из способов определения низких давлений насыщенных паров. В отд. случаях И. о. может исказить результаты опыта так, при изучении И.о. между в-вами, растворенными в воде, нужно учитывать возможность обмена изотопов водорода между исследуемыми в-вами и молекулами воды. [c.198]

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]

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]

Для анализа газовых смесей тяжелой и обычной воды Бос-селаар [31 ] использовал предложенный Люфтом прибор без диспергирующего элемента (см. раздел 7.2). Регистрировали, в основном, поглощение при 3,67 мкм (Н—О—D). В пробах объемом до 0,3 мл может быть обнаружено до 0,3 млн" HgO. Содержание легкого изотопа водорода может быть установлено по результатам определения НгО или HDO, в зависимости от их концентрации. [c.400]

Благодаря выпуску разнообразных органических соединений, меченых радиоактивными изотопами [35], наиболее универсальный и простой метод анализа — радиометрический. Компонент раствора, содеря<ащийся в малой концентрации, метится радиоактивным изотопом. Можно использовать соединения, меченые изотопами водорода Т, углерода С , серы 3 и хлора СР , обладающие мягким Р-излучением. Для контроля состава разбавленного раствора требуются малые, индикаторные количества изотопов, поэтому можно работать с простейшими средствами защиты от излучения. [c.142]

Идентификация стабильных и радиоактивных изотопов — одно из наиболее интересных направлений современнй газовой хроматографии. Возможность метода иллюстрируется анализом смеси изотопов водорода в орто- и иа/)а-водороде и дейтерии, который удалось провести за 9 мин. на капиллярной стеклянной колонке длиной 80 м при температуре — 196° С [22]. [c.9]

В недавно проведенном исследовании Уиберг и Слауг [102] изучали ту же реакцию хлорирования другим способом. Они, например, брали смесь обычного толуола и монодейтеротолуола, молекулярный состав которого определялся с помощью масс-спектрометрического анализа. После превращения довольно большой известной части смеси в хлористый бензил определялся состав регенерированного реагирующего вещества и его производного, образовавшегося в результате реакции. Таким путем можно было определить степень участия в реакции обоих изотопов водорода, входящих в состав молекулы С Н СН О. Это дает непосредственно отношение скоростей параллельных реакций и внутримолекулярный изотопный эффект. В опытах по хлорированию с помощью хлора в растворе четыреххлористого углерода при 77° С внутримолекулярный изотопный эффектно /кн был равен 0,77 для С Н СН О и 0,72 для С Н СНОз. Если учесть погрешности второго из этих значений, то можно считать, что обе величины совпадают. С другой стороны, результаты в общем указывают на то, что внутримолекулярный изотопный эффект в какой-то степени зависит от масс соседних атомов водорода и немного усиливается при дальнейшем дейтери-ровании. Причина этого не очень понятна. Следует заме- [c.83]

Несмотря на то, что использование водорода может привести к серьезной дискриминации по массам при абсолютном определении изотопных распространенностей [8091, этот метод лишен недостатков при достаточном количестве эталонных образцов, используемых для контроля воспроизводимости измерений и калибровки прибора [347]. Использование молекулярного водорода исключает необходимость введения поправок на наложение пиков изотопов других элементов. Кроме того, эта область низких масс в спектре свободнее от пиков, вызываемых примесями или фоном. Анализ смесей водорода, дейтерия и трития был описан Мак-Интиром и Поттером [1354], которые создавали равновесные условия в смеси при помощи катушки Тесла и использовали в своих вычислениях эмпирически определенные константы равновесия. Другие исследователи определяли дейтерий в легких неполярных водородсодержащих соединениях. [c.86]

Другой метод был разработан А. Н. Зайделем и Г. В. Островской р - - 59], Использовалась та же установка, что и при анализе смеси изотопов водорода [ 5 ]. Углерод анализировался по полосам СО, которые возбуждались в смеси метана и кислорода. В качестве аналитической полосы выбиралась полоса М124 А, причем оказалось необходимым произвести учет наложения полосы N2 4142 А. Для построения градуировочных кривых использовались эталонные смеси. Метод пригодеп для интервала концентраций от 1 до 60%. Точность анализа при малых концентрациях (1—5%)) составляет 5— 7% и в области концентраций 10—60% повышается до 2—3%. Расход газа на один анализ 0,1—0,2 см . Время анализа 10—15 мин. [c.238]