Дейтерий, определение в воде

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]

Дейтерий. Определению концентрации стабильного изотопа водорода предшествует, как правило, превращение исследуемого образца в воду или методом Прегля, или сожжением в запаянной ампуле [11, 20—22]. Содержание дейтерия в полученной воде может быть установлено измерением спектра поглощения в инфракрасной [20, 21, 23] области, видимой или ультрафиолетовой [c.23]

Завершая рассмотрение спектральных методов анализа, следует отметить, что их большое разнообразие позволяет решать самые разные задачи. При этом для проведения количественного изотопного анализа чаш,е всего используется спектроскопия в эмиссионном варианте. Что касается адсорбционных методов, то они для количественного анализа используются реже. Пожалуй, исключение составляет определение содержания дейтерия в воде методом инфракрасной (колебательной) спектроскопии. [c.103]

Рефрактометрические методы анализа изотопного состава воды основаны на измерении разности показателей преломления п природной воды и воды с изменённым изотопным составом. При этом, п Н О) — п( Н2 0) = = -0,0047, а п( Н2 0) - п( Н2 0) = 0,00034. Лучшие рефрактометрические методики позволяют измерять Ап с точностью до седьмого знака после запятой, что обеспечивает точность измерения концентрации дейтерия в воде 0,002 ат. %. Кроме того различие в знаках Ап при изотопном замещении по водороду и кислороду позволяет комбинацией двух рассматриваемых методов проводить определение в воде концентрации как Н, так и 0. [c.124]

В физико-химич. исследованиях И. применяют для измерения летучести и давления пара, адсорбции, скорости диффузии, в химич. кинетике, для измерения рефракции в сильноразбавленных растворах и др. И. служит также удобным и быстрым методом определения содержания дейтерия в воде (можно найти до 0,002% D). [c.141]

Ввиду сравнительно сильного различия показателей преломления тяжелой и обычной воды, а также аддитивности величины А/г относительно концентрации их смесей измерение этой величины можно использовать для определения дейтерия в воде. Для желтой линии натрия при 20 С соответствующая формула будет [c.149]

Точность рефрактометрических измерений должна, конечно, соответствовать предполагаемому содержанию дейтерия и необходимой точности определения его. Из (IV.12) ясно, что при ошибке относительных измерений показателя преломления 1.10 ошибка в рассчитанном содержании дейтерия будет около 2.10 ат.%. Такая точность обычно удовлетворительна при значениях X несколько десятков процентов. Для определения малых концентраций дейтерия в воде можно применить относительные интерферометрические измерения. Конечно, в любом случае вода должна быть тщательно очищена от посторонних примесей. [c.149]

Метод измерения плотностей ( ). Общепринятым методом определения количества дейтерия в воде является в настоящее время метод измерения ее плотности, применимый, если испытуемая вода имеется в достаточном количестве. Чистая 0 0 имеет удельный вес при 25° 1,1048. по сравнению с обычной водой при 4° или 1,1079 по сравнению с водой при 25°. По наблюдениям Люиса и Лютена (1933 г.) удельный вес смеси Н.зО и DgO дается следующим уравнением, несколько отличающимся от прямолинейной зависимости [c.116]

Всего было сделано три определения коэффициентов разделения, которые дали совершенно совпадающие результаты. За время опытов температура в комнате изменялась лишь от 18 до 20° С. Результаты измерений представлены в таблице, где и — число граммов ацетона, воды и прибавленной буры и х — содержание дейтерия в воде до и после обмена. Ацетон был слегка щелочным, что было достаточным для энолизации его. [c.22]

Метод уравновешивания был разработан Фаркасом [ ] применительно к определению содержания дейтерия в тяжелой воде и позднее был с успехом применен к этой задаче рядом авторов, например, [" ]. Вода уравновешивалась с водородом или дейтерием в присутствии платинового катализатора. Уравновешенные по изотопному составу образцы газа затем анализировались прн помощи масс-спектрометра. По данным этого анализа, зная константу равновесия обменной реакции, с помощью градуировочных графиков определяли начальное содержание дейтерия в воде. [c.605]

Коэффициенты экстинкции v(OH)- и v(OD)-полос не равны между собой. Водородные связи оказывают на них большое влияние, поэтому дейтерированную часть образца определяют методом, независимым от ИК Спектроскопии. Это может быть определение содержания дейтерия в воде, используемой при дейтерировании или повторном гидрировании. В этом случае анализ можно проводить по изменению плотности [476], с помощью интерференционных измерений [1062] и ИК-спектроскопии [343]. В работе [761] долю дейтерированного полимера рассчитывали по увеличению массы высушенного образца. [c.111]

Из табл. 8 видно, что выбор свойств, которые могли бы быть использованы для определения содержания дейтерия в воде, довольно разнообразен. [c.42]

Определение содержания дейтерия в воде производят, однако, почти всегда по водороду от ее разложения или, переводя этот водород в другие, удобные для анализа соединения.Электролитическое разложение воды непригодно, так как коэффициент разделения для воды очень высок (стр, 92) и выделяющийся на катоде водород содержит в несколько раз меньше дейтерия, чем его имеет вода в тот же момент. Для получения правильного результата нужно было бы полностью разложить всю воду и анализировать среднюю пробу от всего полученного водорода. Но это технически затруднительно. Для специальных целей точного изотопного анализа природных вод был применен способ, основанный на том, что при длительном электролизе с поддержанием [c.113]

Из табл. 16 видно, что выбор свойств, которые могли бы быть использованы для определения содержания дейтерия в воде, довольно разнообразен. Однако лишь немногие из них могут быть измерены достаточно просто и точно. [c.127]

Из этих данных видно, что рефрактометрический анализ пригоден лишь для определения дейтерия в воде, так как показатель преломления мало чувствителен к изменению содержания тяжелого кислорода. В этом важное преимущество рефрактометрического метода перед денсиметрическим он дает возможность находить непосредственным измерением содержание дейтерия также в водах, в которых содержание тяжелого кислорода довольно сильно отличается от природного. Например, обогащение воды последним даже на 100% вносит в содержание дейтерия ошибку лишь в 2%. Малая зависимость показателя преломления от изотопного состава кислорода позволяет сильно упростить очистку воды для анализов невысокой точности, пропуская пары ее над окисью меди при 600—900°. При денсиметрическом анализе, как выше указывалось, это допустимо лишь для вод, в которых содержание тяжелого кислорода отвечает природному или близко к нему. [c.135]

Однако данные по рефракции и распределению дейтерия между водородсодержащими ионами и водой подтверждают существование ионов Н3О+ в воде. В полярных растворителях происходит сольватация его. Определение числа гидратации различными экспериментальными методами дает значение от 2-х до 5-ти. Заслуживает внимания представление о том, что протон преимущественно находится в форме тетрагидрата, который можно рассматривать как гидрат иона оксония Нз0(Н20) , образующийся посредством водородных связей с тремя молекулами воды [c.592]

Капельный метод состоит в определении времени падения капли воды в несмешивающейся с водою органической жидкости время падения капли тем меньше, чем выше плотность жидкости. Капельным методом можно проводить определение дейтерия с точностью до 0,005%. [c.112]

При определении содержания воды в различных объектах используются реакции изотопного обмена с дейтерием или тритием. В методиках с оксидом дейтерия (тяжелая вода) обычно применяется ИК- или масс-епектрометрия (см. гл. 7 и 9). [c.520]

Значение а близко к значениям, полученным Ризенфельдом и Чангом и Валь и Юри для средних температур, но несколько отличается от данных Ризенфельда и Чанга для высоких температур и Валь и Юри для низких. Определение коэффициента относительной летучести системы НгО —Н2О1 было выполнено двумя методами. Оба метода дали хорошую сходимость. Все определения велись с водой, обогащенной Нг01 до содержания 1,1—1,4 мол.%- Такая вода была получена ректификацией природной воды в насадочных колонках с последующим удалением дейтерия разложением воды железопаровым способом. [c.233]

Часто требуется определение содержания дейтерия в воде. В смесях HgO и D O, находящихся в равновесии, можно ожидать образования HDO, поскольку все указанные соединения подвергаются в некоторой степени ионизации. Ввиду того что тяжелый изотоп присутствует лишь в незначительной концентрации, равновесие Н О 4-ОзО 2 2НОО смещено вправо. Поэтому D O существует как таковая в ничтожно малых количествах. В такой смеси масс-спектрометр указывает на наличие ионов с массами [c.352]

Бейтс [75] указывает, что для надежного экспериментального установления практической шкалы pH в данном растворителе необходимо, чтобы водородный электрод и электроды А —Ag l были термодинамически обратимыми и стабильными в этом растворителе, чтобы стеклянный (или какой-либо другой) электрод вел себя в соответствии с законом Нернста, а потенциал жидкостного соединения как можно меньше подвергался бы влиянию изменения кислотности раствора. Эталонное значение pH следует подбирать таким образом, чтобы оно было наиболее близко к pH исследуемого раствора и давало бы рациональные значения pH исследуемых растворов. Для измерения pH в неводном растворителе можно воспользоваться методом калибровки практической шкалы pH с помощью буферных растворов, приготовленных специально для этой цели в каком-либо определенном растворителе. Бейтс рекомендует растворители, близкие к воде, например оксид дейтерия (тяжелая вода). Рабочая шкала pH для оксида дейтерия описана в разд. 3-11. [c.102]

В работе [511] на основе спектральных данных показано, что расстояние О О в жидкой воде составляет 2,85 А. Ту же величину приводит Бернал [512]. Поэтому при замещении водорода дейтерием в воде описанные выше эффекты вызывают, вероятно, небольшое укорочение водородной связи. Для жидких спиртов расстояние 0---0 принимают равным 2,75 А [513]. По-видимому, MOIKHO полагать, что при замещении водорода дейтерием в гидроксильной группе жидких одноатомных спиртов оба эффекта приблизительно компенсируют друг друга или вызывают незначительное удлинение водородной связи. При таком изотопном замещении в веществах со связями N—Н—N определенно преобладает эффект укорочения водородной связи, так как дан е в кристаллических соединениях расстояние N - -N составляет 2,9—3,5 А [378]. [c.133]

Методы очень точного определения содержания дейтерия в воде по плотности описаны в монографиях А. И. Бродского [И], Киршенбаума [17] и особенно подробно, с рядом усовершенствований, в книге А. И. 1Па-тенштейна с сотр. [545]. [c.139]

Кроме того, имеется еще метод определения количества окиси дейтерия в воде, основанный на разности в давлении пара для легкой и тяжелой формы (Райц и Бонгеффер,1935 г.) водорода. [c.118]

Для определения содержания дейтерия в воде мы применяли интерферометр. Как показали работы Криста, Мерфи и Юрея I10] и Лютена [11], уменьшение показателя преломления Are воды с достаточной точностью является линейной функцией содержания в ней дейтерия. В основу расчета было положено число Ага = = 0,00456 для Не-линии 5875,6 А при 20° С в чистой тяжелой воде [И I. В случае, если вода, которая послужила Лютену для установления этого числа, была не совсем свободной от обычной воды, это все же не вносит больших ошибок для разбавленных растворов, с которыми мы оперировали. Определения производились в двух кюветках (0,496 и 3,996 см) при комнатной температуре (16—20° С). Температура каждый раз отмечалась, и на нее вводилась поправка, основанная на найденном в нашей лаборатории [c.8]

Моровиц и Бройда применяли метод изотопного разбавления для определения содержания воды в гидратах. Они растворяли известное количество гидрата в тяжелой воде. Между водой, применяемой в качестве растворителя, и водой гидрата устанавливалось равновесие. Отношение количества водорода к количеству дейтерия в воде до и после растворения в ней гидрата определялось спектроскопически. Зная конечный и начальный изотопный состав воды, можно найти содержание воды в исследуемых гидратах. [c.605]

Проницае.мость образцов целлюлозы, которые нельзя получить в виде тонких пленок, определяется непосредственно по содержанию дейтерия в воде, используемой для повторного гидрирования дейтерированных образцов [343]. Для этого образец вначале дей-терируют, затем высушивают в вакууме. Ошибка спектроскопического определения концентрации Об-групп в воде составляет около 2% при концентрации этих групп 1%. Используя раствор едкого натра, повторно гидрируют области, которые возникли при длительном воздействии ОгО и которые не регидрировались водой. Помимо проницаемости образцов по отношению к тяжелой воде измеряли проницаемость по отношению к СН3ОН и С2Н5ОН. Были обнаружены характерные различия в структуре неупорядоченных областей разных типов целлюлозы [344]. [c.115]

Чаще приходится определять содержание дейтерия в воде. Непосредственный масс-спектрометрический анализ водяного пара мало пригоден, так как он сильно поглощается и прочно удерживается всеми частями прибора, искажая последующие определения. Кроме того, пары дают ряд пиков сложного состава, которые затруднительно сопоставлять. Если прогревать впус-ковую систему и заменить стеклянные смазанные краны сухими металлическими вентилями, то воду с 1—10% D можно определять по отношению пиков 19/18 с точностью до нескольких процентов [307]. Более точный спо- [c.112]

Манн и Мерримен [23, 24] превратили метод дейтерирования в полезный способ измерения доступности гидроксильных групп в целлюлозе, т. е. определения доли гидроксильных групп в данном образце, способных к обмену с атомами дейтерия тяжелой воды. Этот параметр имеет важное значение для механических свойств регенерированной целлюлозы. Метод применим только в том случае, если кристаллические области относи-гельно недоступны для ВоО. Рассматривая области валентных колебаний О — Н и О — В на спектре рис. 6, можно определить относительную доступность для разных образцов из отношения оптической плотности полосы О — В при 2.500 см к оптической плотности оставшейся полосы О — Н при 3400 см . Для переведения метода на абсолютную основу необходимо знать соотношение коэффициентов экстинкции /сов/ он-Для целлюлозы это соотношение определено, и уравнение [c.423]

Долгое время существовало мнение, что все атомы данного элемента имеют один и тот же вес. Для некоторых элементов это подтвердилось атомы их давали всего одну линию на фотопластинке масс-спектрографа. Однако дальнейшие исследования с помощью масс-спектрографа показали, что некоторые элементы содержат атомы, веса которых отличаются от значений, определенных ранее другими методами. В 1932 году Гарольд Юри нашел, что, кроме обычного водорода, существует разновидность водорода с вдвое большей массой. Этот тяжелый водород получил название дейтерия, а воду, содерн ащую дейтерий вместо обычного водорода, назвали тял елой водой. В результате этих и последующих исследований было установлено, что в ряде случаев атомы одного и того же элемента обладают различными массами такие атомы получили название изотопов. Существование множества изотопов различных элементов было доказано благодаря применению масс-спектрографа. Оказалось, что почти все элементы имеют по крайней мере два изотопа, а у свинца обнаружено 14 изотопов, массы которых изменяются от 203 до 216. Атомные веса элементов, приводимые в таблицах атомных весов, представляют собой средние веса всех изотопов соответствующих элементов. [c.37]

В закрытом сосуде над катализатором из окиси плагины. oдepжa- ние дейтерия в воде вычисляется по высотам пиков при массовых числах 2, 3, 4 из известных констант равновесия обмена между Нз, НО и с одной стороны, и НзО, НВО и ВзО, с другой сто- роны, и из известного количества прибавленного газообразного водорода [149]. В том случае, когда водород получается при полном разложении образца воды [150], для масс-спектрометрического определения водорода находят отношение массы 2 (т. е. Н Н ) к массе 3 (т. е. Н Н )—если присутствует очень малое количество дейтерия, или же из отношения массы 3 (т. е. Н Н ) к массе 4 (т. е. Н Н )—если исследуемое веш,ество представляет собой почти чистый дейтерий [40, 151]. При анализах ошибка иной раз достигает 50% ввиду образования трехатомных ионов типа (Н Н Н )+. Они образуются при побочных процессах в количестве, которое находится в линейной зависимости от давления в ионном источнике. Ошибки этого вида могут быть учтены и исправлены определением отношения массы 2 к массе 3 при нескольких значениях давления в ионном источнике, после чего экстраполируют это отношение к нулевому давлению. [c.99]

Бода, молекулы которой включают тяжелые изотопы водорода и кислорода, обобщенно называется тяжелой водой. Однако под тяжелой водой прежде всего имеют в виду дейтериевую воду ВгО . В природной воде 99,73% приходится на обычную воду НгО . Из тяжелых разновидностей в природной воде больше других содержится НгО (0,2 мол. доли, %), НгО (0,04 мол. доли, %) и НВО (0,03 мол. доли, %). Содержание остальных разновидностей тяжелой воды, в том числе и тритиевой ТгО, составляет не более мол. доли, %. Химическое строение молекул тяжелой воды такое же, как у обычной, с очень малыми различиями в длинах связей и углах между ними. Однако частоты колебаний в молекулЕ1Х с тяжелыми изотопами заметно ниже, а энтропия выше, чем в протиевой воде. Химические связи В—О и Т—О прочнее связи Н—О, числовые значения изменения энергии Гиббса реакций образования В2О и ТгО более отрицательны, чем для Н2О (-190,10, -191,48 и -185,56 кДж/моль соответственна). Следовательно, прочность молекул в ряду НгО, В2О, Т2О растет. Для конденсированного состояния разновидностей тяжелой воды также характерна водородная связь. Лучше других исследованы свойства дейтериевой воды В2О, которую обычно и называют тяжелой водой. По сравнению с НгО она характеризуется большими значениями плотности, теплоемкости, вязкости, температур плавления и кипения. Растворимость большинства веществ в тяжелой воде значительно меньше, чем в протиевой. Более прочные связи В—О приводят к определенным различиям в кинетических характеристиках реакций, протекающих в тяжелой воде. В частности, протолитические реакции и биохимические процессы в ней значительно замедлены. Вследствие этого тяжелая вода является биологическим ядом. Получают тяжелую воду многоступенчатым электролизом воды, окислением обогащенного дейтерием протия, изотопным обменом между молекулами воды и сероводорода с последующей ректификацией обогащенной дейтерием воды. [c.301]

Электрохимические методы получения тяжелой воды основаны на фракционировании изотопов водорода в процессе электрохимического разряда водорода. В результате различия потенциалов выделения легкого (протия) и тяжелого (дейтерия) изотопов водорода, протий выделяется с большей скоростью, чем дейтерий. Это приводит к накоплению дейтерия в электролите (до определенного предела). Распределение дейтерия между газовой и жидкой фазой характеризуется коэффициентом разделения а [c.37]

Применение кислот, меченных изотопами водорода (обычно используют тяжелую воду, дейтерометанол или дейтероуксусную кислоту), приводит к замене лития на дейтерий или тритий. Это превосходный метод получения соединений, меченных изотопами водорода в определенном положении. Степень обогащения обычно высокая (75-95 %). Таким же путем можно установить положение лития в молекуле [c.250]

В 30-х годах было произведено тщательное определение атомных масс легкого изотопа водорода (протия) и дейтерия. Было найдено, что атомная масса протия равна 1,008130 0,0000033, а атомная масса дейтерия 2,014722 0,0000064. Отношение И О в природных образцах воды незначительно колеблется в зависимости от происхождения воды (факт, объяснявшийся в разделе, посвященном закону постоянства изотопного состава) и составляет 6900 1. [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология