химический каталог




Применение изотопов в химии и химической промышленности

Автор Ю.Я.Фиалков

, V >— потенциал поля). Поэтому пучок ионов разделяется по траекториям, каждая из которых соответствует частицам определенной массы. Ставя на пути каждого из таких разделенных потоков приемник, можно собирать практически полностью разделенные изотопы данного элемента.

Эффективность установок для разделения изотопов, работающих на электромагнитном-принципе, не очень велика: лучшие из них позволяют получать за день непрерывной работы граммовые количества изотопных препаратов. Однако такая малая эффективность с лихвой компенсируется высокой степенью чистоты получаемых изотопов.

Электрохимические методы. Размеры ионов одинакового химического, но различного изотопного состава различаются весьма незначительно, поэтому степень сольватации изотопных разновидностей ионов в одном и том же растворителе одинакова. Отсюда следует, что подвижность иона будет определяться лишь его массой и, следовательно, тяжелые изотопные разновидности будут обладать меньшей подвижностью по сравнению с легкими. Это обстоятельство используется при электрохимическом концентрировании изотопов.

При электролизе раствора в прикатодных пространствах происходит обогащение легкими изотопными разновидностями ионов соответствующего знака. Так, например, при электролизе раствора хлористого лития прикатодное пространство обогащается ионами (Li6)+, соответственно этому в результате уменьшения относительного содержания (Lie)+ в прианодном пространстве в последнем увеличивается относительное содержание (Li7)+. Аналогичная картина будет наблюдаться в поведении анионов: в прианодном пространстве увеличится относительное содержание (CI36)*--, з прикатодном ?— (С137)~, Соответственно различию в подвижностях изменяется скорость разряда на электродах изотопных разновидностей ионов. Поэтому продукты электролиза характеризуются отличным по сравнению с природным соотношением изотопных разновидностей, Так, водород, выделяющийся на катоде при электролизе водных растворов электролитов (например, H2S04 или КОН), обогащен протием, а оставшаяся неразложенной вода ?— соответственно дейтерием.

При одноразовом электролизе можно достигнуть изотопного разделения, отвечающего коэффициенту разделения данного процесса. Поэтому с целью максимального разделения ведут многоступенчатый электролиз по принципу противотока. Так, например, при электролитическом концентрировании дейтерия водород, выделяющийся при электролизе второй и всех последующих ступеней, сжигают и образующуюся воду, обогащенную дейтерием по сравнению с природной, возвращают в цикл.

Коэффициент разделения при электролитическом методе концентрирования дейтерия исключительно высок; в зависимости от материала электрода и природы электролита он изменяется от 3 до 8; в отдельных случаях были зафиксированы величины а, достигающие 12. Вот почему промышленные методы получения тяжеловодородной («тяжелой») воды в основном основаны на электрохимических методах.

Методы, основанные на реакциях изотопного обмена. Реакции изотопного обмена лежат в основе одного из самых эффективных методов концентрирования и разделения стабильных изотопов. Разберем схему процесса разделения изотопов на примере уже приведенной выше реакции изотопного обмена между газообразным сернистым ангидридом и раствором бисульфита.

Первоначальное отношение S32 : S34 в исходных соединениях составляет 22,74 : 1. После многократного пропускания одной порции сернистого газа через один и тот же раствор бисульфита наступит состояние равновесия, в результате которого содержание тяжелой серы в бисульфите будет в 1,019 раз больше, чем в сернистом газе. Нетрудно уловить сходство между константой равновесия реакции изотопного обмена и коэффициентом разделения а, о котором мы упоминали при разборе предыдущих методов разделения изотопов.

Следующая ступень процесса обогащения заключается в разложении кислотой части раствора бисульфита. Полученный сернистый газ будет уже обогащен тяжелой серой по сравнению с природным соотношением этих изотопов. Этот сернистый газ пропускают снова через оставшийся обогащенный раствор бисульфита. В результате вновь наступившего состояния равновесия растворенный бисульфит будет обогащен тяжелой серой уже в 1.0192 раз.

Операции разложения и обмена повторяют до тех пор, пока не достигнут желаемой степени обогащения. Очевидно, что вследствие весьма малого отличия от единицы константы равновесия реакций изотопного обмена количество операций, так же как и число теоретических тарелок или пористых перегородок в описанных выше методах разделения изотопов, должно быть весьма велико.

В разделительных колонках, действие которых основано на изотопном обмене, как и в ряде предыдущих методов, используется принцип противотока. Описанный метод разделения изотопов стабильных элементов оказывается особенно эффективным для легких элементов периодической системы.

Влияние изотопного эффекта на равновесие процессов молекулярной и ионнообменной адсорбции также может быть использовано для фракционирования и концентрирования изотопов. Так, мол

страница 16
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Скачать книгу "Применение изотопов в химии и химической промышленности" (1.75Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
прокат автомобилей в москве с водителем почасовая
Philips BDL4678XL 00
ninebot mini pro eu
плетеные комоды купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.09.2017)