Элементы химические изотопно-чистые

Долгое время в качестве единицы атомной массы была принята /16 часть средней массы атомов природного кислорода, состоящего из изотопов 0, и 0. Эта единица составляла основу химической шкалы атомных масс. В основе же физической шкалы лежала 716 часть массы изотопа 0. Переходный множитель от одной шкалы к другой 1,000275. Существование двух шкал атомных масс создавало определенные трудности. Разница между ними намного превышает точность определения атомных масс современными физическими и физико-химическими методами. В 1961 г. Международный конгресс по чистой и прикладной химии (ШРАС) утвердил единую углеродную шкалу атомных масс. Основа ее — атомная единица массы (а.е.м.), равная /12 части массы изотопа углерода С. По углеродной шкале относительные атомные массы водорода и кислорода соответственно равны 1,0079 и 15,9994. Таким образом, атомная (элементная) масса — среднее значение массы атома химического элемента, выраженное в атомных единицах массы. Изотопная масса — масса данного изотопа в атомных единицах массы. Молекулярная масса — масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы она равна сумме масс всех атомов, из которых состоит молекула. [c.16]

В августе 1961 г. Международный союз чистой и прикладной химии принял в качестве новой единицы атомных масс углеродную единицу, т. е. 1/12 массы изотопа углерода = 12,00000. Атомная масса — это число, показывающее, во сколько раз масса данного атома больше 1/12 массы изотопа углерода. Между новой шкалой атомных масс (/4 ) и прежней химической шкалой атомных весов по кислороду (Л ) существует следующее соотношение А( = Лц/1,000043. В связи с уточнением изотопного состава элементов у 5 элементов (А1, Лг, К, As, С) значения атомных масс не уменьшились, а увеличились. Новые значения атомных масс по углеродной единице приведены на внутренней стороне переплета книги. [c.12]

Применяемые в радиохимии методы позволяют не только обнаруживать микроколичества вещества, но и различать отдельные радиоактивные изотопы. Так как химические свойства изотопов очень близки, то в обычной химии изотопный состав не играет роли. Для радиохимии изотопия имеет фундаментальное значение. Во-первых, методы разделения должны меняться в зависимости от периодов полураспада исследуемых изотопов и их радиоактивных материнских и дочерних ядер, ярким примером чего могут служить изотопы элемента 91 протактиний и иХг- Протактиний (период полураспада 34 300 лет) выделяется в количестве нескольких миллиграммов из нескольких тонн руды в результате длительного процесса. иХг (период полураспада 1,14 мин.) выделяется с помощью быстрого адсорбционного метода из чистого раствора иХх. Во-вторых, методы обнаружения зависят от природы излучения. В-третьих, радиохимия стремится получить вещества чистые не только химически, но чистые также в отношении их излучений и вообще ядерных свойств. Хотя смесь изотопов и нельзя разделить химически, появление ненужных изотопов часто можно предотвратить. [c.6]

В соответствии с примечанием 6 к данной группе и товарным позициям 2844 и 2845, термин изотопы охватывает не только изотопы в их чистом состоянии, но также и химические элементы, природный изотопный состав которых искусственно модифицирован обогащением элементов некоторыми их изотопами (что то же самое, что и обеднение элементов некоторыми другими изотопами), или превращением в ходе ядерных реакций некоторых изотопов в другие, искусственные изотопы. Например, хлор с атомной массой 35,30, полученный обогащением этого элемента изотопом хлора-35 до содержания последнего 85% (и, следовательно, обеднением изотопом хлора-37 до его содержания 15%), рассматривается практически как изотоп. [c.123]

В качестве меченых атомов применяют или устойчивый изотоп данного элемента, отличающийся по своей массе от средней массы, атомов этого элемента в природных соединениях, или изотоп, обладающий радиоактивностью. Соединения данного элемента, содержащие этот изотоп в чистом или хотя бы в обогащенном виде, вводят в процесс и в различных стадиях контролируют содержание изотопа, что дает возможность наблюдать за ходом процесса. При этом предполагается, что замена одного изотопа другим не вызывает существенного изменения свойств исследуемых веществ. При химических исследованиях метод меченых атомов больщей частью связан с процессами изотопного обмена ( 229). [c.541]

Радиоактивные изотопы могут быть в чистом виде, без примеси нерадиоактивных изотолов данного элемента, т. е. без носителя, и в смеси с нерадиоактивными изотопами данного элемента, т. е. с изотопным носителем, или с химически сходным элементом — неизотопным носителем. [c.13]

При радиохимическом варианте образец после облучения обычно растворяют и добавляют в раствор небольшие известные количества солей элементов, соответствующих образующимся радиоактивным изотопам. Затем выделяют и радиохимически очищают каждый определяемый элемент. Вьщеленный препарат сушат, взвешивают для определения химического выхода и измеряют скорость счета. Химический выход q - величина относительная, показывающая, какая часть первоначально взятого изотопного носителя используется при измерении скорости счета вьщеленного радиохимически чистого препарата. По кривым распада или другими методами контролируют степень очистки вьщеленного изотопа. Аналогичным способом готовят эталонные образцы. Количество элемента определяют по формуле [c.159]

При некоторых химических реакциях продукты легко выделить в чистом виде, но выход оказывается невысоким. Если перед проведением химических операций добавить к пробе известное количество того же вещества, содержащего радиоактивный изотоп, выделенная доля радиоактивного изотопа будет являться мерой степени выделения элемента из пробы. На этом принципе основан метод, известный под названием изотопного разбавления. . [c.115]

Применение метода изотопного разбавления удобно, когда в анализируемой смеси присутствуют элементы, сходные по свойствам с определяемыми. Например, при определении бария, стронция, рубидия, цезия, когда можно получить в химически чистом виде только первую порцию выделяемого элемента, за счет разницы в величинах произведений растворимости, констант нестойкости комплексных соединений и т. п. [c.213]

При некоторых типах ядерных реакций (например, при облучении ядер элементов частицами высоких энергий и процессах деления тяжелых ядер) могут образоваться очень сложные смеси радиоактивны изотопов ряда элементов. Далее требуется их разделение и выделение в чистом виде как для изучения происходящих при этом процессов, так и для изучения свойств самих радиоактивных изотопов или использования их в качестве радиоактивных индикаторов. Приемы аналитической химии, используемые с учетом специфических условий (обычно приходится иметь дело с микроколичествами образующихся радиоактивных элементов), позволяют в ряде случаев проводить такие разделения с применением изотопных носителей или без них. Однако некоторые группы очень близких по свойствам элементов (редкоземельных, трансурановых и др.) обычными химическими методами разделяются весьма трудно. За последнее время эти задачи были успешно решены с помощью ионообменной хроматографии. Кроме того, оказалось, что часто ионообменными методами можно быстрее, проще и чище выделять и другие элементы, для которых обычно используются химические методы выделения. Поэтому в настоящее время разрабатываются хроматографические методы выделения многих элементов периодической системы. Преимущество этих методов состоит также в том, что в них отсутствуют явления соосаждений, захватов и т. д., причем чистые препараты можно получать в одном цикле. [c.384]

Поэтому в настоящее время все более широкое распространение получают методы выделения с коллектором 6]. Количества вводимых изотопных носителей в ряде случаев весьма малы (— 0,1—0,2 мг). Это позволяет проводить обычным путем такие операции, как экстракция, дистилляция, но осаждение требует принятия особых мер предосторожности, так как осадки получаются настолько малыми, что легко могут быть потеряны. В этих случаях вводят несколько миллиграммов другого элемента — коллектора, который осаждается вместе с интересующим нас элементом либо тем же самым, либо другим удобным осадителем. Получившийся смешанный осадок может быть легко отцентрифугирован и промыт. На конечной стадии коллектор удаляется с помощью соответствующих химических операций. Таким образом в ходе выделения интересующей нас фракции можно провести несколько операций осаждения с одним или несколькими различными коллекторами. В большинстве случаев действие коллектора — чисто механическое (увеличение массы осадка и т. п.). [c.641]

Метод изотопного разведения особенно ценен, когда в анализируемом веществе присутствует элемент, близкий по своим свойствам к определяемому, например барий и стронций, цезий и рубидий. При этом в химически чистом виде можно получить только первую порцию соединения определяемого элемента (за счет некоторой разницы в величинах произведений растворимости, константы нестойкости комплексов и т. д.). [c.355]

Основными применениями радиоактивных изотопов для ре-щения химических проблем являются меченые атомы в кинетических исследованиях (разд. 8.6), активационный анализ (разд. 5.12) и анализ с изотопным разбавлением. Последний метод был использован в анализе смеси лантанидов, где количественное разделение на чистые элементы практически невозможно. Если радиоактивный изотоп одного из лантанидов однородно распределить в смеси и небольшое количество этого элемента затем из смеси выделить (не обязательно количественно), то можно записать следующее соотношение [c.164]

При анализе чистых химических веществ большое значение имеет чувствительность применяемого метода. В этом отношении у масс-спектрального метода изотопного разбавления существуют некоторые особенности. Требования специфики обнаружения следовых количеств элементов заключаются в максимальной чувствительности и достаточной универсальности методики. Величина же точности, в зависимости от задач, может составлять 10—20, а иногда и 100%, что в значительной степени расширяет использование метода изотопного разбавления. Следовательно, чувствительность метода может быть увеличена при некотором преднамеренном снижении точности. [c.162]

Уэбстер [59] предлагает способ устранения систематических ошибок путем калибровки масс-спектрометров на индикаторе. Однако известно, что, несмотря на калибровку масс-спектрометра, при установлении концентрации индикатора с использованием метода изотопного разбавления в различных условиях при анализах различных химических соединений эффект фракционирования может проявляться по-разному, особенно при анализах особо чистых веществ, когда анализируются количества элементов, близкие к границе чувствительности прибора. [c.133]

Наряду с большой чувствительностью изотопный метод удобен тем, что измерение специфичной для каждого изотопа энергии излучения облегчает анализ образцов на содержание в них микроколичеств того и другого элемента и не требует выделения этих элементов в химически чистом виде. [c.277]

Методы молекулярного изотопного спектрального анализа основаны на отождествлении линий или полос в спектре исследуемой пробы с линиями (полосами) чистых веществ, содержащих в данном химическом соединении различные изотопы одного и того же элемента (качественный анализ), а также на сравнении интенсивностей линий или полос в молекулярных спектрах, пpи- надлежащих различным изотопным составляющим в пробе. Как и в случае изотопических компонент атомных спектров, интенсивность полос изотопных молекул возрастает с ростом концентрации этих молекул. Это служит основой количественного изотопного молекулярного спектрального анализа. [c.140]

Однако этот метод имеет ряд недостатков. Применяющиеся радиоактивные элементы (иод и сера) обладают относительно короткими периодами полураспада, вследствие чего приходится повторно синтезировать требуемые производные с мечеными атомами. Кроме того, обычные производные каждой анализируемой аминокислоты должны быть химически чистыми и иметь постоянный изотопный состав. [c.219]

Изотопный обмен применяется для исследования процесса перераспределения атомов изотопа одного и того же элемента между молекулами, между различными положениями атомов в одной и той же молекуле или различными фазами. Сюда относятся чисто физические процессы (диффузия, испарение, конденсация, перекристаллизация и т. д.) и химические, сопровождающиеся нарушением химической связи . [c.19]

Международный союз теоретической н прикладной химии (ИЮПАК) каждые два года публикует сводку уточненных значений для всех химических элементов. В последнее десятилетне проявились две тенденции для изотопно-чистых элементов значения Л, определяются все более точно за счет повышения чувствительности измерительных приборов, а для изотопно-смешанных элементов точиость определения снижается из-за различия изотопного состава в пробах разного происхождения. Комиссия ИЮПАК по химическому образованию рекомендует использовать для учебны целей значения А , содержащие не менее четырех значащих цифр. [c.35]

Измерение абсолютных значений изотопных отношений было осуществлено Ниром 11506] для аргона. Метод Нира применим к любому элементу, изотопы которого могут быть легко отделены один от другого и получены в чистом виде. Для получения отношения истинной распространенности к измеренной в своем масс-спектрометре Нир использовал образец, приготовленный из чистых Аг и Аг. Применяя электростатическую развертку спектра, он нашел, что дискриминации приводят к завышению истинного значения Аг/ Аг на0,63%. Нир использовал этот поправочный коэффициент, вызванный дискриминацией по массам, в своем приборе для получения величин относительной распространенности изотопов углерода, азота, кислорода и калия. Далее измерения были распространены на неон, криптон, рубидий, ксенон и ртуть [1507]. Лишь в случае аргона, когда проводилось прямое сравнение с эталоном, можно было с уверенностью исключить систематическую ошибку. Однако и для других исследуемых образцов принято, что систематические ошибки меньше ошибок, полученных ранее, и что величины распространенностей изотопов, определенные для этих образцов, позволят использовать их как вторичные эталоны. Интересно отметить, что для некоторых элементов, таких, как серебро, хлор и бром, которые состоят из двух изотопов со сравнимой распространенностью, абсолютные значения изотопных отношений точнее вычисляются на основании химических атомных весов и физически определенных масс изотопов, чем прямым измерением на масс-спектрометре. Для таких элементов химический атомный вес и атомный вес изотопа используются для проверки абсолютной точности измерений распространенности. Самый легкий элемент — водород — может быть использован для изучения дискриминации по массам благодаря большой величине отношения масс На и HD. Водород и дейтерий легко доступны задача получения истинных отношений H2/HD решается при анализе искусственных смесей известного состава и сравнением результатов измерения подобных образцов с измерениями смесей неизвестного состава. Это было сделано для образцов, содержащих 0,003—0,830 мол.% дейтерия [808], при использовании ионных источников без вспомогательного магнита. Результаты анализа определенного образца могут колебаться до 3% при изменении условий работы источника при наличии магнита источника изменение изотопных отношений достигало 25%. При использовании магнита источника значение отношения HD/Hg было всегда завышенным наблюдалась тенденция к еще большему увеличению этого отношения с увеличением количества анализируемого образца. Подобные эффекты не отмечались в отсутствие поля магнита источника. В этих условиях для смесей, содержащих около 0,1% дейтерия, была установлена абсолютная точность измерения 3%. [c.78]

Элемент 2-го периода и У1А-группы Периодической системы, порядковый номер 8, относится к халькогенам (но чаще рассматривается отдельно). Электронная формула атома [2He]2s 2/7 характерные степени окисления чаще — И, реже —I и +П, состояние О " считается устойчивым. Высокоэлектроотрицательный элемент (второй после Р, не считая благородных газов Не и Ме). Проявляет типичные неметаллические (кислотные) свойства образует соединения со всеми элементами (кроме Не, Ые, Аг), в том числе все оксиды, анионы гидроксидов, многих кислот и солей. Известны соединения с катионом диоксигенила и фторид 0+"р2. Природный кислород содержит изотоп 0 с примесью изотопов О и 0. В химии большинство соединений природного кислорода рассматривается как изотопно-чистые соединения кислорода-16 ввиду близости их химических свойств. [c.157]

Для водорода, как ни для какого другого элемента, относительное различие изотопных масс достигает значительной величины. Поэтому, хотя все изотопы характеризуются одинаковой электронной структурой, они заметно различаются не только физическими, но и химическими свойствами. Вследствие резкого преобладания протия влияние тяжелых изотопов сказывается незначительно и может быть зафиксировано лишь в очень точных экспериментах. Поэтому без большой погрешности можно считать, что свойства природного водорода соответствуют свойствам системы, состоящей из чистого протия. [c.293]

В качестве следующего примера рассмотрим работу Сейлера и Свита 22] по электровесовому определению кобальта в стали и других сплавах. Причиной, вызвавшей применение в данном случае метода изотопного разбавления послужило то, что кобальт, осажденный на аноде в виде С02О3, склонен образовывать плохо пристающий слой а это мешает использовать обычный метод весового определения, однако при изотопном разбавлении потеря частичек окиси во время промывки и сушки не имеет значения. При этом возможны другие упрощения, как, например, замена количественного фильтрования и промывки цен-трифугованием. Для анализа подготавливается калибровочная кривая, аналогичная изображенной на рис. 14.8, путем добавления равных частей Со ° к образцам, содержащим различные количества чистого кобальта, п последующего электроосаждения С02О3 в стандартных условиях. Немедленно после растворения анализируемого образца к нему добавляют порцию Со °. Для удаления элементов, которые мешают электролизу, проводится химическая обработка. После этого кобальт осаждают, осадок взвешивают и определяют его активность. Количество кобальта в исходном образце определяют с помощью калибровочной кривой. Среднеквадратичное отклонение изменяется от 0,005 до 0,025%. [c.224]

Если оказывается, что измеряемое изотопное отношение отличается от истинной величины, то причиной этого могут быть систематические ошибки, обусловленные дискриминацией по массам масс-спектрометра. Эффект обычно мал и составляет 0,5—1%, но иногда он может достигать большей величины, например при анализе лития с применением одно-нитного источника с поверхностной ионизацией. В результате этого могут возникать небольшие систематические ошибки. Опи могут быть исключены путем калибровки индикатора изотопным разбавлением. Для этой цели около 1 г химически чистого соединения природного элемента в удобной для взвешивания форме взвешивают и используют для приготовления раствора с точно известной концентрацией. Часть раствора с высокой точностью разбавляют до концентрации, сравнимой с концентрацией индикатора. Аликвотные доли растворов этого разбавленного стандарта и индикатора смешивавзт и измеряют изотопный состав. Таким способом определяют концентрацию индикатора. Подобный метод можно применять и для калибровки газовых индикаторов [8, 34]. [c.114]

Области использования масс-спектрометрических методов многообразны. С помощью масс-спектрометрии были открыты изотопы, а впоследствии был установлен изотопный состав всех элементов периодической системы, измерены с высокой точностью массы атомов, молекул и их дефекты, исследованы изменения изотопного состава легких элементов, происходящие под влиянием физико-химических процессов в природе, измерен абсолютный возраст геологических образований по накоплению изотопов свинца, стронция и аргона, выявлена тождественность изотопного состава элемента в земных и космических веществах, в отдельных случаях были определены периоды полураспада радиоактивных изотопов. Этн методы сыграли важную роль в становлении технологии искусственного разделения изотопов и степени их обогащения в связи с задачами атомной энергетики. Масс-спектрометрические методы используются в количественном химическом анализе при исследовании много-компонеитных газовых смесей, для определения микросодержания газовых примесей в твердых веществах, а в сочетании с изотопным разбавлением с их помощью удается обнаружить примеси инородных атомов в чистых веществах с высокой чувствительностью и точностью. [c.12]

Несмотря на большое число исследований механизм коррозии металлов до сих пор окончательно не выяснен. Коррозия железа в присутствии воды и атмосферного кислорода может идти как путем обычных химических реакций окисления, так и в результате электрохимических сопряженных процессов анодного растворения металла и катодной кислородной или водородной деполяризации (1, 2]. Как показал А. Н. Фрумкин [2, 3], электрохимическая коррозия не обязательно связана с участием локальных элементов, а может происходить также на однородных поверхностях. В зависимости от металла, состава и pH раствора и условий протекания процесса коррозия осуществляется по трем путям. В электрохимической коррозии можно отличить кислородную деполяризацию от водородной по составу выделяющихся газообразных продуктов, как это, например, было сделано в ис- следовании [4]. Труднее отличать электрохимическую коррозию с кислородной деполяризацией от чисто химической, так как стехиометрическое уравнение суммарной реакции для обеих одинаково, хотя они имеют разные промежуточные ступени. Различие между ними становится доступным прямому наблюдению при применении тяжелого изотопа кислорода как изотопного индикатора. Электрохимический механизм с кислородной деполяризацией включает стадию образования гидроксильного иона (или воды) с участием атмосферного кислорода, которая, если не рассматривать промежуточных ступеней, может быть выраясена общим уравнением [c.222]

Атомные веса большинства элементов были известны намного раньше, чем была разработана теория строения атома. Взвесить отдельный атом, конечно, невозможно, но можно найти, применив довольно сложные методы, веса равных количеств (нескольких миллионов) различных атомов. Например, путем взвешивания равных количеств атомов водорода, кислорода и серы нашли, что атомы кислорода весят приблизительно в 16 раз больше, чем атомы водорода, и вдвое меньше, чем атомы серы. В результате ряда измерений для кислорода был принят атомный вес 16 и на этом основании была построена шкала атомных весов, которой в течение многих лет с успехом пользовались химики. После того как был установлен изотопный состав кислорода, физики положили в основу новой шкалы не природный кислород, а его изотоп 0 . Химики же продолжали пользоваться старойшкалой, в результате чего начиная примерно с 1930 года суш ествовали две системы атомных весов физическая и химическая. Только в 1961 году Международный союз чистой и прикладной химии и Международный союз чистой и прикладной физики согласились применять одну и ту же шкалу атомных весов, основанную на использовании в качестве стандарта изотопа углерода С , вес которого был принят равным 12,0000. [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология