Радиационно-химические превращения молекул воды

РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ МОЛЕКУЛ ВОДЫ [c.98]

Различают прямое и косвенное действие радиации на живые организмы. Прямое действие состоит в радиационно-химических превращениях молекул в месте поглощения энергии излучения. Прямое попадание в молекулу переводит ее в возбужденное или ионизированное состояние. Поражающее действие связано с ионизацией молекулы. Непрямое, или косвенное, действие радиации состоит в повреждениях молекул, мембран, органоидов, клеток, вызываемых продуктами радиолиза воды, количество которых в клетке при облучении очень велико. Заряженная частица излучения, взаимодействуя с молекулой воды, вызывает ее ионизацию [c.435]

Одной из самых простых радиационно-химических реакций является радиолиз воды. Радиолиз — это химическое разложение вещества под действием ионизирующих излучений. Под действием ионизирующего излучения молекула воды подвергается следующим первичным превращениям - [c.102]

Импульсный радиолиз возник в радиационной химии, которая изучает химические и физико-химические превращения веществ под действием ионизирующего излучения. Его широко применяют для выяснения механизма радиолитических превращений, где с его помощью достигнуты крупные успехи установлено образование сольватированных электронов (ег) при радиолизе жидкостей, экспериментально обнаружено наличие шпор в облученных воде и этаноле, определены времена сольватации электронов в ряде жидкостей, идентифицированы другие первичные продукты радиолиза многих систем, исследована их реакционная способность и т. д. Кроме того, импульсный радиолиз часто используют для решения различных общехимических проблем. Этим методом получают и исследуют сольватированные электроны, неорганические и органические свободные радикалы, анион- и катион-радикалы, ионы металлов в необычных состояниях окисления, возбужденные молекулы и атомы, карбанионы и карбокатионы, ионные пары. Его применяют для изучения многих свойств указанных короткоживущих частиц реакционной способности, оптических спектров поглощения, коэффициентов диффузии, величин рК электролитической диссоциации и т. п. Нередко он находит применение для исследования особенностей химических и физико-химических процессов кинетики быстрых реакций, туннелирования электронов, переноса протонов, передачи энергии возбуждения, химической поляризации электронов и других. [c.123]

Ниже будет показано, что другим примером, иллюстрирующим возможность участия возбужденных молекул воды в двух сопряженных радиационно-химических реакциях, может служить превращение нитрата в нитрит в щелочном растворе, содержащем глюкозу. [c.93]

К настоящему времени в области радиационной химии воды и водных растворов накоплен материал, охватывающий разнообразный круг вопросов. Выяснялись влияние плотности ионизации и мощности дозы на выходы радиолитических превращений в водных растворах, роль прямого действия излучения на растворенное вещество и возбужденных молекул воды в радиационных процессах, зависимость выходов продуктов радиолиза от концентрации раствора, изучалась природа первичных продуктов радиационно-химического разложения Воды и т. д. Большинство этих исследований основывалось на свободно-радикальной теории радиолиза воды. [c.10]

Прн радиационном воздействии на иониты основное действие оказывают не сольволиз отдельных связей, а вторичные электроны, которые передают избыточную энергию атомам с возбуждением их или ионизацией в ионите или в сорбированном растворе. Доля энергии, поглощенной раствором и ионитом, примерно пропорциональна электронной доле каждого компонента системы набухшего ионита. С некоторым приближением, вполне достаточным для практических расчетов, электронные доли воды и ионитов можно принять пропорциональными их массе [244, с. 73]. После поглощения избыточной энергии вторичных электронов водой или ионитом может произойти гомолитиче-ское разрушение связи в молекуле либо выделение избыточной энергии в виде тепла. В последнем случае химические превращения в системе не наблюдаются. [c.95]

Эффективность химического действия излучения выражают числом молекул, претерпевщих то или иное радиационно-химическое превращение при поглощении энергии излучения в 100 эв. Эта величина называется радиационно-химическим выходом, причем слово радиационно-химический часто для краткости опускают. В химической литературе можно встретить такие выражения, как выход радиолиза , выход окисления или восстановления , выход образования какого-либо продукта радиолиза. Радиационнохимический выход обозначается символом 0 размерность этой величины — число молекул на 100 эв (молекул) 00 эв). Например, выражение 0(—Н20)=4,5 означает, что при действии излучения вода разлагается с эффективностью 4,5 молекул на каждую сотню электрон-вольт поглощенной энергии, а величина О (СОг) =2 характеризует эффективность образования двуокиси углерода (например, при радиолизе органических кислот). [c.256]

Объяснение механизма превращений красителя в условиях воздействия излучений тесно связано с познанием механизма радиолиза воды и изучением свойств образующихся при этом химически активных продуктов. Согласно общепринятой в настоящее время схеме, первичный акт действия излучения на воду сводится к акту ионизации молекул воды и образованию свободных гидроксилов и атомов водорода. По данным физических онре-делеиий, проведенных в газовой фазе и, повидимому, применимых в какой-то мере также и к конденспровапной фазе, иа акт ионизации воды затрачивается около половины всей поглощенной энергии. Другая ноловина ее расходуется на возбуждение молекулы воды. Образующиеся возбужденные молекулы воды также способны диссоциировать на П-атомы и свободные гидроксилы, причем этот процесс был бы более выгодным в смысле затраты энергии, так как на диссоциацию молекулы воды требуется только немного более 5 эв [8]. Однако, вследствие близкого расположения атомов Н и радикалов ОН, образуемых при диссоциации молекулы возбужденной воды, эти продукты практически полностью рекомбинируют. Их использование для проведения вторичных химических процессов с участием растворенных веществ оказывается возможным только для некоторых реакций, в особо благоприятных условиях. Как было показано нами [7], к такому типу радиационно-химических реакций относится реакция окисления двухвалентного железа в атмосфере кислорода в растворах с высоким содержанием серной кислоты. Предполагая, что все разложение воды обусловлено ионизацией, получено значение выхода атомов И и радикалов ОН, близкое 3,6/100 эв поглощенной энергии. Это значение выхода является, очевидно, максимальным и достигается лишь при условии наличия в растворе достаточно высокой концентрации веществ, легко связывающих образующиеся Н-атомы или радикалы ОН и ингибирующих протекание рекомбинационных реакций типа [c.86]

В случае воды энергия, полученная возбужденными молекулами, хотя и недостаточна для осуществления процесса ионизации, но достаточна для разрыва связи в молекуле Н2О и образования радикалов Н и ОН. Однако вследствие эффекта клетки эти радикалы вновь рекомбинируют в исходную молекулу и тем самым не участвуют в радиолитических превращениях в разбавленных водных растворах. В концентрированных растворах, по мнению М. А. Проскурнина и сотрудников [21—25], растворенное вещество может проникнуть внутрь клетки , в результате чего становится возможной его реакция с радикалами. Недавно Ф. Дейнтон и У. Уатт [26, 27] привели некоторые доказательства участия триплетно-возбужденных молекул воды или радикальной пары в клетке в радиационно-химических реакциях даже в сравнительно разбавленных растворах. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже (см. стр. 35). [c.15]

Одной из первцх наблюдаемых радиационно-химических реакций было действие излучения радия на воду. В 1901 г. Кюри и Дебьерн нашли, что из солей радия, содержащих кристаллизационную воду, постоянно выделяется газ, а Гизель (1902 г.) наблюдал выделение газа из водяного раствора бромида радия. Затем Рамзай и Содди (1903 г.) показали, что испускаемый газ является смесью водорода и кислорода. Это привело Камерона и Рамзая (1907 г.) к гипотезе, что действие излучения может быть подобно электрическому разложению воды. Однако в других случаях такая аналогия не имела места, например, попытка выделить медь из сернокислого раствора действием а-частиц, испускаемых радоном, была безуспешной. Количественные данные о разложении воды, опубликованные Рамзаем и Содди, были использованы Брэггом (1907 г.) для первого сравнения между химическим и ионизирующим действием а-частиц. Брэгг подсчитал, что число разложенных молекул воды приблизительно равно числу ионов, создаваемых излучением в воздухе. Три года спустя Мария Кюри предположила, что первичное действие ионизирующего излучения большой энергии на любые вещества заключается в образовании ионов, которое предшествует химическому превращению. [c.9]