Равнораспределение изотопов

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]

Следовательно, скорость изотопного обмена уменьшается с течением времени и при t = оо равняется нулю. Практически за конечное время наступает равнораспределение изотопов и скорость изотопного обмена становится равной нулю. [c.182]

Причины протекания реакций изотопного обмена и равнораспределения изотопов [c.171]

Таким образом, в случае идеального гомогенного изотопного обмена в системе, содержащей несколько участвующих в обмене химических форм АХ, ВХ,. .., минимум свободной энергии (максимум энтропии) отвечает условию равнораспределения изотопов, т. е. одинаковому изотопному составу всех химических форм. [c.174]

Таким образом, в простейшем случае изотопного обмена степень обмена F равна отношению концентрации меченых частиц (частиц, содержащих радиоактивный изотоп) в данный момент времени к концентрации их в момент равнораспределения. Степень обмена является важнейшей характеристикой состояния изотопного обмена. Зная степень обмена, можно судить о том, насколько далеко или близко находится изучаемая система от состояния равнораспределения изотопа между обменивающимися формами. Нетрудно показать, что значения Р могут изменяться в пределах от О до 1. [c.181]

Последнее уравнение является алгебраическим выражением хорошо известного правила, которое гласит, что при полном обмене соотношение между концентрациями активных и неактивных молекул обменивающихся соединений является постоянной величиной (т. е. имеет место равнораспределение изотопа). [c.183]

ПРИЧИНЫ ПРОТЕКАНИЯ ИЗОТОПНОГО ОБМЕНА И РАВНОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ [c.124]

Так как энтропия равновесного состояния выше, чем неравновесного, то, следовательно, при равновесном распределении изотопов в системе размешение изотопов возможно большим числом вариантов (т. е. число микросостояний W больше), чем в отсутствие равновесия. Можно показать, что равновесному состоянию при реакциях изотопного обмена отвечает так называемое равнораспределение изотопов, т. е. такое состояние, при котором все фазы и все химические формы имеют одинаковый изотопный состав. [c.125]

Как следует из вышесказанного, любая система, в которой происходит изотопный обмен, в конце концов должна прийти в состояние равновесия, характеризующееся равнораспределением изотопов. Однако скорость достижения этого состояния различна для разных систем. Рассмотрим основные кинетические особенности реакций изотопного обмена. [c.125]

Отметим, что уравнение (4.2) отвечает случаю равнораспределения изотопа при изотопном обмене между поверхностью адсорбента и раствором. [c.145]

Чем ближе система, в к-рой протекает И. о., к состоянию равнораспределения, тем больше число вариантов распределения изотопов в системе, т. е, выше число микросостояний, через к-рое м. б. реализована система. Т. обр., при И. о. энтропия системы растет максимум энтропии достигается при равнораспределении. [c.198]

При отсутствии изотопного эффекта динамическое равновесие обмена устанавливалось бы при постоянном соотношении изотопов в каждой фазе, отвечающем равнораспределению, т. е. для рассматриваемого случая К должно равняться 1. Однако в действительности К = 1,024. [c.160]

Напишем выражения свободной энергии системы для двух состояний распределения изотопов. Пусть при этом второе состояние ближе к равнораспределению, чем первое тогда Ф] = = Я1—Т8х и Фг = Яг—7 5г. Изменение свободной энергии системы при переходе ее от одного распределения к другому [c.172]

Энтропия системы при идеальном изотопном обмене достигает максимального значения, когда распределение изотопов между различными химическими формами и различными фазами происходит по законам теории вероятности (что при обычных концентрациях означает равнораспределение). Максимуму энтропии соответствует максимум произведения 75 и, следовательно, минимум свободной энергии. [c.172]

Если для первых двух типов изотопного обмена мы исходим из предположения об идентичности всех физико-химических свойств участвующих в перераспределении изотопов и если результатом процесса является равнораспределение, то для последних двух групп мы исходим из обратного предположения, результатом чего является отклонение от равнораспределения. Покажем это на примерах. [c.177]

Скорость обмена атомами между соединениями АХ и ВХ, при постоянной температуре и постоянной концентрации обменивающихся соединений, является постоянной величиной и не зависит от присутствия радиоактивного изотопа и его распределения между этими соединениями. До тех пор пока система не достигла состояния равнораспределения, обмен атомами между АХ и ВХ будет приводить к ощутимым изменениям в распределении изотопов элемента X между этими формами. При установлении равновесия, характеризуемого равнораспределением X (одинаковым содержанием радиоактивного изотопа в элементе X обеих обменивающихся форм), изотопный обмен будет продолжаться и дальще, не приводя к ощутимым результатам. [c.180]

Приведенные закономерности получены исходя из допущения о термодинамической тождественности изотопов, из равенства нулевых частот колебаний изотопных молекул. Однако термодинамические характеристики изотопов близки, но не полностью идентичны. Различие их приводит к термодинамическим изотопным эффектам, к тому, что минимум свободной энергии и максимум энтропии получаются не при равнораспределении, а при некотором состоянии, в котором константа равновесия отличается от единицы. Это отличие тем больше, чем больше значение отношения масс изотопов и, следовательно, особенно заметно для легких элементов, например для водорода, лития, бора и т. п. В табл. 1.1 приведены константы равновесия ряда реакций изотопного обмена. [c.26]

Выведем основное уравнение, используемое при определении поверхности методом изотопного поверхностного обмена. Допустим, что имеет место равнораспределение радиоактивного изотопа между поверхностным слоем и раствором, соответствующее уравнению (3.12). При этом радиоактивный изотоп распределяется между поверхностным слоем образца и насыщенным раствором в таком же отношении, в каком на.ходится общее число молекул, содержащихся на поверхности образца, к числу таких же молекул в насыщенном растворе. Так как величины регистрируемых активностей раствора /р и твердой фазы /т пропорциональны числу радиоактивных атомов соответственно в растворе и в твердой фазе, можно записать [c.263]

Приведем кинетику изотопного обмена в изложении С. 3. Рогинского. Пусть происходит простой идеальный обмен изотопов в гомогенной среде элемента X между соединениями АХ и ВХ, которые содержат изотоп X. Пока система не достигла равнораспределения по X, этот обмен приводит к ощутимым изменениям содержания X как в АХ, так и в ВХ. При установившемся равнораспределении изотопный обмен продолжается незримо с той же скоростью, не приводя к ощутимым результатам. Примем следующие обозначения [c.528]

Докажем для простейшего случая (для однофазной системы), что максимальное значение энтропии или минимальное значение свободной энергии системы соответствуют равнораспределению изотопов. Пусть однофазная система состоит из нескольких химически независимых (т. е. не преврашаемых друг в друга) форм X АХ, ВХ, а число атомов элемента, участвующего в изотопном обмене, составляет а Л- Ь (из них а атомов принадлежат одному изотопу, а 6 — другому). Пусть далее в соединении АХ содержится а -f р = л атомов элемента X, участвующего в обмене. При этом а атомов принадлежат первому изотопу, а Р атомов — второму изотопу. Предоставляя молекулам АХ и ВХ возможность реагировать друг с другом, мы можем определить изотопный состав элемента X в каждом из обменивающихся соединений в любой момент времени При этом в системе начнется процесс перераспределения изотопов, приводящий ее к минимуму свободной энергии или к максимуму энтропии. [c.172]

ИЗОТОПНЫЙ ОБМЕН, самопроизвольное перераспределение изотопов хим. элемента между разл. фазами системы (в частности, между разл. агрегатными состояниями одного и того же в-ва), частицами (молекулами, ионами) или внутри молекул (сложных ионов). В И. о. могут участвовать как стабильные, так и радиоактивные нуклиды. При И.о. сохраняется неизменным элементный состав каждого участвующего в обмене в-ва, изменяется лишь его изотопный состав. Если обменивающиеся изотопами молекулы, ионы и т. п. находятся в одной фазе, И. о. наз. гомогенным, если в разных фазах - гетерогенным. Так, при гомогенном И. о. с участием молекул воды Н НО и DDO образуются молекулы HDO при гетерог. И. о. между napaMn иода, меченного радионуклидом и кристаллич. иодом радиоактивные атомы переходят из пара в кристаллы. В результате И.о. изотопный состав всех форм выравнивается и устанавливается равномерное распределение изотопов (равнораспределение). [c.198]

Известно, что если производить облучение какого-либо галогенопроизводного, например бромистого этила, тепловыми нейтронами, то возникающий в результате реакции п, 7) радиоактивный изотоп брома Вг оказывается в виде нескольких химических форм С2Н5ВГ, Вгг, Вг . Исследование показывает, что относительное содержание радиоактивного изотопа в различных химических формах неодинаково. Таким образом, в данном случае мы имеем дело с процессами, приводящими к нарушению равнораспределения. [c.177]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология