Обмен изотопный Изотопного обмена реакции

ИЗОТОПНЫЙ ОБМЕН — реакция перераспределения изотопа какого-либо элемента между реагирующими веществами. При И. о. вешества сохраняют свой элементарный состав, напрнмер, [c.106]

Это означает, что обмен может идти через стадию образования промежуточных продуктов и имеет некоторую константу равновесия, которая, впрочем, почти всегда равна единице (что соответствует равномерному распределению изотопа между обменивающимися соединениями). Поскольку при изотопном обмене не происходит собственно химических превращений, энтальпия реакции обмена АЯ = 0, т. е. процесс идет адиабатически (разд. 19.2.3). Единственной движущей силой этой реакции является увеличение энтропии, происходящее при выравнивании концентрации изотопа в обменивающихся веществах (подобно энтропии смешения газов, разд. 22.1.2). [c.202]

Другое важное применение масс-спектрометрии, основанное на использовании изотопов, состоит в исследовании обменных реакций с участием соединений, содержащих нерадиоактивные изотопы. Для определения скорости обмена изучают во времени содержание изотопа в продукте превращения меченого исходного вещества. Продукт или исходное соединение можно разложить до газообразного вещества, содержащего метку, и из масс-спектра получить изотопное отношение. Эти вещества можно также исследовать непосредственно, и из анализа изменений в спектре различных фрагментов можно установить местонахождение и количество метки. Определяя, какие пики в спектре изменяются при внедрении изотопа, можно выявить части молекулы, участвующие в обмене. С помощью метки и масс-спектрального анализа было показано, что эфирный кислород в продукте реакции метанола с бензойной кислотой принадлежит метанолу [c.324]

Изотопный обмен. Реакцией изотопного обмена называют такую химическую реакцию, при которой изотопы одного элемента обмениваются местами с изотопным ему элементом в другом соединении. Такое перераспределение изотопов представляет собой обратимую химическую реакцию с определенной кинетикой и константой равновесия. [c.180]

Реакция изотопного обмена является химической реакцией, в которой два <или больше) химических соединения данного элемента обмениваются атомами этого элемента. Примером такой реакции может служить обмен атомов иода между иодистым этилом и ионами иодида. Обычно предполагают, что при смешении иодистого этила с ионами иодида происходит непрерывный обмен. атомами иода, но этот обмен нельзя наблюдать, если одно из реагирующих. веществ не помечено . Пометка может быть осуществлена путем изменения изотопного состава одного из реагирующих веществ, например введением радиоактивного изотопа иода в некоторые молекулы иодистого этила. При этом можно заметить появление радиоактивного иода в виде ионов иода и таким образом проследить за ходом обменной реакции. [c.11]

Для достижения заметного обогащения препарата тяжелым изотопом нужно каким-то образом придать процессу многоступенчатый характер, что обычно осуществляется методом противотока. Практически для этого пользуются делительной колонкой, представляющей собой простую фракционную колонку (трубу большой длины, заполненную веществом с большой поверхностью, например битым стеклом). Раствор нитрата аммония, непрерывно подаваемый на вершину колонки, полностью разлагается едким натром на дне последней (рис. 11) выделяющийся аммиак возвращается обратно и проходит через колонку. При подобном противотоке во всех частях колонки происходит обмен изотопом между жидкостью и газом согласно уравнению изотопной обменной реакции. [c.25]

Между ионами в растворе и в осадке устанавливается динамическое равновесие, вследствие чего происходит изотопный обмен. Реакция изотопного обмена ионов галоида между осадком и раствором галогенида выражается равенством [c.345]

Однако извлечение части дейтерия, содержащегося в таком водороде, может стать экономичным, если применить обмен между водяным паром и водородом. Принцип этого процесса виден из следующего примера. Выясним, что получится, если смешать водород из третьей ступени, содержащий 0,0394% D (см. рис. 11.12) с равным объемом пара, имеющего естественную концентрацию дейтерия (0,0149% D), и пропустить эту смесь при температуре 80°С над катализатором, с помощью которого устанавливается изотопное равновесие обменной реакции [c.443]

Под реакцией обмена мы здесь понимаем обмен изотопными атомами или ионами между двумя раздельными фазами, не сопровождающийся химическими превращениями, например, обмен ионами серебра между водным раствором нитрата серебра и осадком хлорида серебра. Само собой разумеется, что обмен местами в случае изотопных атомов или ионов возможно наблюдать лишь с помощью меченых атомов. Если звездочкой обозначить меченый атом, то общая схема подобной обменной реакции будет иметь следующий вид А (в первой фазе) -I-А (во второй фазе)=А (в первой фазе)+А (во второй фазе). [c.75]

Макоша [9] привел доводы в пользу того, что перенос протона происходит на границе раздела фаз, а остальная последовательность реакций осуществляется в органической фазе. Он обратил внимание на следующие факты. Во-первых, гидроксил-ион — более жесткое основание, чем трихлорметид- или хлорид-ионы, поэтому последние будут легче, чем гидроксил, образовывать ионные пары с мягким четвертичным ионом. Вследствие этого концентрация основания в органической фазе должна быть низкой. Кроме того, известны многочисленные примеры изотопного обмена (С—D на С—Н) для слабых СН-кислот. Эти обменные реакции часто происходят в двухфазных системах в отсутствие межфазного катализатора. Наконец, с предположением о том, что перенос протона происходит на границе раздела фаз, вероятно, согласуется наблюдение, что третичные амины являются эффективными катализаторами реакции генерирования дихлоркарбена [10, И]. [c.37]

Наконец, остановимся на вопросе о сравнении скоростей переноса протона и дейтерона в протолитических реакциях. При обычных реакциях изотопного обмена между водой и растворенным веществом наблюдается смешанная кинетика, так как переносятся как протоны, так и дейтероны с разными скоростями. Этого затруднения можно избежать, наблюдая в первые моменты, до того, как успел произойти обмен, реакцию легкого соединения в чистой ВдО и тяжелого соединения в чистой НаО. Такие исследования были сделаны для нескольких реакций и дали для отношения скоростей переноса протона и дейтерона величины от 4 до 7. При этом надо иметь в виду, что скорости исследованных реакций пе всегда были точно равны скоростям переноса протона и дейтерона из-за частично идущих обратных и побочных превращений. [c.196]

Кроме возможности судить о подвижности атомов в тех или иных соединениях, изучение изотопных обменных реакций необходимо при использовании изотопов для выяснения механизма химических процессов, так как для получения однозначных сведений о механизме нужно исключить обмен в условиях опыта. [c.222]

Можно думать, что путем их исследования будут однозначно доказаны или опровергнуты многочисленные предположения о промежуточном образовании карбониевых ионов или карбанионов при различных реакциях [22], разрешены многие вопросы, связанные с установлением механизма ряда процессов [194, 390, 391], и др. Однако к настоящему времени изотопные обменные реакции атомных групп изучены совершенно недостаточно. Ниже будут рассмотрены такие реакции остатков, меченных не только дейтерием, но и изотопами других элементов, [c.280]

В табл. 16 приведена сводка результатов изотопных исследований обменных реакций атомных групп между различными соединениями. [c.283]

Изучено влияние термообработки и облучения катализатора на его активность в реакциях изотопного обмена и крекинга углеводородов на промышленном шариковом алюмосиликатном катализаторе. Показано, что скорость гомомолекулярного дейтероводородного обмена в этилене значительно превышает скорость гетеромолекулярного обмена протона гидроксильной группы поверхности. Изотопный обмен в этане и метане протекает при температуре нише температуры крекинга, поэтому первичной стадией крекинга является разрыв С—Н-связи. Путем радиационного воздействия установлено, что более высокая температура крекинга, по сравнению с обменом, требуется главным образом для активации катализатора, а не углеводородной молекулы. На основе спектров ЭПР установлено, что увеличение активности после облучения обусловлено электронными эффектами, причем на величину и стабильность активности существенное влияние оказывает термообработка до и после облучения. При этом имеет место как отжиг , так и закалка радиационных дефектов. [c.264]

Прежде чем применять меченые атомы для изучения отдельных реакций, необходимо сначала выяснить, не идут ли с участием этих атомов простые обменные реакции , которые могут исказить конечные результаты. В связи с этим было изучено большое количество обменных реакций как с неорганическими, так и с органическими веществами. В этой области к настоящему времени накоплен огромный экспериментальный материал. Коротко остановимся только на обменных реакциях водорода и кислорода и общем уравнении кинетики реакций изотопного обмена. [c.372]

Обмен изотопными атомами изучен и на большом числе примеров изотопных атомов углерода, азота, серы, галогенов, фосфора, мышьяка, сурьмы, марганца и др, С этими реакциями можно познакомиться по литературе. [c.374]

Реакция изотопного обмена между водородом и парами воды протекает медленно и существенно ускоряется в присутствии катализаторов (никель, нанесенный на окислы алюминия или хрома). Этот процесс каталитического изотопного обмена (КИО) проводят в контактных аппаратах в присутствии большого количества водяного пара. Для снижения расхода пара процесс КИО обычно дополняют фазовым изотопным обменом (ФИО), при котором изотопный обмен происходит между жидкой водой и ее парами. Это позволяет в процессе КИО обогащать дейтерием пары [c.128]

В общем случае изотопный обмен можно рассматривать как обратимую реакцию [c.272]

Реакция осуществляется в основном по маршрутам I и И через образование поверхностного соединения изопрена и взаимодействие его с газообразным или с поверхностным водородом маршрут HI учитывает изотопный обмен. Из анализа этой схемы вытекает кинетическое уравнение, согласующееся с экспериментально найденным уравнением (12) совокупность уравнения (12) и схемы составляет кинетическую модель процесса. [c.82]

Одной из первых проблем, возникающих в любом радиохимическом исследовании, является проблема изотопного обмена. В одних случаях это явление может быть вредным, а в других случаях это может быть основой успешного эксперимента. По существу, изотопный обмен, как правило, является реакцией, в которой атомы данного элемента взаимно обмениваются между двумя различными химическими формами этого элемента. Хотя обмен может протекать беспрерывно, его невозможно обнаружить, если некоторые атомы не пометить. [c.422]

По этой реакции можно не только замещать один галоген другим, но также проводить изотопный обмен (например, вводить радиоактивный изотоп хлора) с целью получения меченых соединений, которые используются для изучения механизмов реакций (разд. 10.1). [c.166]

Изотопный обмен — реакция перераспределения изотопов какого-либо элемента между реагирующими веществами. При И. о. вещества сохраняют элементарный состав. Напр., WNH.f+i NH3=i NH++ NH ). Такие реакции могут протекать также ме.ч<ду различными изотопными фор.мами одного и того же вещества, напр. Н2О + D O = 2HD0. [c.55]

Из других видных физикохимиков следует назвать И. И. Жукова (1880—1949), известного исследованиями по коллоидной химии, в особенности в области электрокинетических явлений. А. Ф. Капустинский (1906—1965) был профессором в Москве, Горьком и Казани, руководил научными работами в области металлургических процессов, а также термодинамики, энергии кристаллической решетки и других проблем. А. И. Бродский, директор Института физической химии Академии наук УССР, выполнил крупные исследования по изотопным обменным реакциям и изучению изотопного состава природных вод. [c.301]

Безусловно, что обменная реакция связана с переходом протона (или дейтрона) от субстрата к катализатору или от катализатора к субстрату, причем полный переход не обязателен. Несомненное значение имеет участие растворителя в обменной реакции. Это видно из того, что хотя ион С НдО лишен дейтерия, изотопный обмен происходит, причем ясно, что его вызывает именно ион С Н О", так как иначе последний не выполнял бы функцию катализатора. Следовательно, в реакции участвует растворитель. Поэтому интереспо знать, как при одном и том же субстрате и катализаторе изменяется скорость обменной реакции с изменением растворителя, его особенностей, свойств, констант. Этот вопрос еще по существу почти не освещен в литературе, а его разработка может внести новое в понимание механизма обменной реакции. Надо, конечно, помнить о том, что иногда под влиянием растворителя катализатор может измениться, например, в избытке снирта гидроксил-ион переходит в этоксидный ион [23]. [c.230]

Реакционная сшособность групп, связанных с атомом углерода, зависит от их расположения. Водород, возвышающийся в пространстве над углевадородным циклом, быстрее вступает в реакцию, чем водород, находящийся в плоскости кольца. К этому выводу ученые смогли прийти только с помощью изотопных методов. Вместо атомов водорода в молекулу циклогексана вводили атомы дейтерия — изотопа водорода. Затем, адсорбировав дейтерированную молекулу циклогексана на новерхпости никелевого катализатора, систему помещали в среду водорода. В онределеп-ных условиях происходил изотопный обмен между атомами дейтерия и водорода. При этом одна половина атомов [c.76]

Обратимся теперь к рассмотрению способов получения дейтерированных соединеш1Й, которые возникли в результате изучения в лаборатории изотопных реакций физико-химического Института нм. Л. Я. Карпова реакций водородного обмена с сжиженными газами — жидким дейтероаммиаком, жидким бромистым и фтористым дейтерием, (см. стр. 131—152,217—236 [6—8, 10, 49, 50]). При помощи этих растворителей удается обменять на дейтерий водород в СН-связях многочисленных органических веществ, особенно если воспользоваться катализатором (соответственно амид калия, бромистый алюминий, фтористый бор). Преимуществом этих растворителей является их высокая летучесть, вследствие чего их легко удалять после проведения обменной реакции. [c.381]

Изотопный обмен. Реакция изотопного обмена между атомами индикатора в радиоколлоиде и неактивным изотопным носителем, прибавленным к раствору, иногда протекает медленно. Например, обмен является неполным, если индикатор— радиоколлоидный цирконий прибавляется к очень кислому раствору циркониевой соли полный обмен происходит лишь в том случае, если концентрированный раствор минеральной кислоты кипятится в течение нескольких часов с обратным холодильником или если цирконий подвергается ряду реакций, в которых комплексные ионы циркония повторно образуются и разрушаются [899]. [c.119]

ИЗОТОПНЫЙ ОБМЕН — реакция, единственным результатом к-рой является перераспределение изото-иов какого-либо элемента между реагирующими веществами. При И. о. вещества сохраняют неизмен-1ПЛМ свой элементный состав и переходят лишь из одинх изотопных форм в другие, иапр. [c.95]

Количественные данные о взаимодействии КрОг с хлор-ионами получены в связи с изучением кинетики изотопных обменных реакций Кр (V) JI>Np (VI) в растворах [5]. Данные, полученные при концентрациях кислоты вплоть до 1,5 М, были интерпретированы как в предположении образования одного комплекса, так и в предположении образования двух комплексов. В последнем случае реакциям [c.22]

Благодаря изотопной обменной реакции (Х.З), идущей в присутствии носителя — сульфида, можно предупредить окисление 55° и большую часть нейтральных атомов серы можно выделить с фракцией 552-. Но если носитель вносится в раствор не до, а после растворения облученяых кристаллов, то атомы выделяются в окисленной форме с фракциями 80з и 504 (см. уравнения (Х.1) и (Х.2)). Разность величин выхода фракций определенных в обоих случаях, дает оценку [c.173]

Катализируемая основаниями 1,3-таутомерия З-метил-1-алкил-ипденов 45) в З-алкил-1-метилиндены представляет собой идеальную систему для изучения реакций внутримолекулярного асимметрического переноса водорода (25—31]. Если К — метильная группа, то продукт реакции 45В -у 46В представляет собой энантиомер исходного соединения. Эта система использована в изящных кинетических и изотопных исследованиях Бергсона и сотр. [25—29]. а также Крама и сотр. [30, 31]. В растворе трет-бути-лового спирта в присутствии соли такого слабого основания, как триэтилендиамин N( H2 H2)зN (или 1,4-диазабицикло-[2,2,21-октан), перегруппировка 45А 46А протекает с 96—100%-ной стереоселективностью и на 97—100% по внутримолекулярно.му направлению [30, 31]. Это согласуется с механизмом, по которому протон переходит от С-1 соединения 45 вдоль одной стороны связанной ионной пары к связи у С-3 в исходном алли.льном соединении. При замещении водорода на дейтерий перенос происходит с очень слабым изотопным обменом с растворителем. В случае более сильных оснований в ионизирующих растворителях рацемизация, протекающая путем отрыва протона, происходит гораздо быстрее, [c.441]

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]

Примером таких реакций может служить изотопный обмен между двумя ионами, находящимися в различном валентном состоянии такие взаимодействия не приводят к осуществлению какого-либо химического превращения. Очень тщательно была изучена система Ге " — Ге " в водном растворе. Реакция обычно проводится в присутствии НСЮ4, добавляемой для поддержания постоянной ионной силы и постоянного pH и предотвращения образования комплексов [96, 97]. Обмен идет довольно быстро, и, [c.504]

Изотопный обмен между соединениями имеет большое значение при изучении механизма реакций. Для реакций обмена изотопов водорода оказались эффективными такие катализаторы, как Ni, Fe, Pt и различные окислы, включая ZnO, SiO —Al Qa и fgOj. Некоторые из этих соединений служат также катализаторами для изотопного обмена кислорода и азота. [c.314]

Реакции йзотопного обмена. Реакциями изотопного обмена называют реакции, которые заключаются только в обмене изотопами между взаимодействующими веществами, в результате чего продукты реакции, будучи одинаковыми с исходными веществами по своему химическому составу, отличаются от них по своему изотопному составу. [c.543]

Тальрозе с сотр. [82] методом наложения алектрнческого ноля подробно изучил инициированный излучением изотопный обмен (см. так5ке работу Терао и Бэка (552)). Первым авторам удалось достичь G(HD) = 6-10 , что соответствует 2-10 . Ими было также показано, что п< е известные данные по этой реакции можно объяснить, предположив, что продоля<еиие цепи происходит в результате процессов с участием пятиатомных ионов, например [c.226]

Кислород активно адсорбируется всеми металлами, за исключением золота. Металлы переходной группы обладают более выраженными адсорбционными свойствами, чем непереходные. Достаточно сильная адсорбция инертных молекул, таких как N2 и СО2, проявляется у металлов, расположенных левее VIII группы, начиная с железа и подобных ему элементов. Из данных по изотопному обмену известно, что хемосорбция молекул всегда сопровождается некоторым ослаблением или разрывом молекулярной связи, благодаря чему металлы имеют все исходные основания действовать как катализаторы многих реакций. [c.23]

Как можно видеть, все процессы изомеризации стереоспеци-фичны. Проведение реакции в [О Н] -трет-бутаноле способствует изотопному обмену и дает возможность контролировать направление реакций. [c.447]