химический каталог




Применение изотопов в химии и химической промышленности

Автор Ю.Я.Фиалков

екулярный водород, адсорбированный на многих адсорбентах, оказывается значительно обогащенным дейтерием (до пяти раз при обычной температуре и до ста — при температуре жидкого водорода) по сравнению с природным. Заметное концентрирование изотопов хлора достигается на анионообменной смоле (элю-ент — азотнокислый калий).

Помимо перечисленных, существует еще ряд методов разделения и концентрирования стабильных изотопов, носящих более или менее частный характер.

Рассмотрение способов разделения и концентрирования стабильных изотопов позволяет сделать некоторые обобщения. На эффективность разделения, прежде всего, влияет величина коэффициента разделения, который может быть разным при разделении различными методами изотопов одного элемента. Для разделения изотопов легких элементов наиболее эффективны методы фракционной перегонки и изотопного обмена; для срединных и тяжелых элементов наибольший эффект дают методы газовой диффузии и центрифугирования, зависящие не от отношения, а от разности масс разделяемых изотопных разновидностей молекул. Для концентрирования весьма важного в промышленном отношении дейтерия наиболее эффективным оказывается электролиз воды.

Характеристика некоторых стабильных изотопов. Приведем характеристику некоторых стабильных изотопов, наиболее часто встречающихся в исследовательской практике и промышленности.

Дейтерий. Изотоп водорода с массовым числом два занимает особое место среди изотопов других элементов. Тут играет роль, прежде всего, уже отмечавшееся обстоятельство, что только у водорода существует такое громадное различие между массами изотопов: 100% в случае дейтерия и 200% в случае трития. *

Как это ни странно, существование изотопов у водорода было открыто гораздо позже, чем у других элементов. Долгое время считали, что у водорода не может быть изотопов. Поэтому было предложено даже признать атомный вес водорода универсальной физической постоянной. Однако в 1932 г. американский физико-химик Юри предпринял специальное исследование, имевшее своей целью обнаружение изотопии у водорода. Юри подвергал многократной фракционированной перегонке жидкий водород. Результатом этого тщательно выполненного исследования явилось открытие тяжелого изотопа с массовым числом два. Вскоре было получено первое соединение дейтерия — тяжелая вода.

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 : D в природных образцах

воды незначительно колеблется в зависимости от происхождения воды (факт, объяснявшийся в разделе, посвященном

закону постоянства изотопного состава) и составляет

6900 : 1. ? .

Пожалуй, ни один из изотопов других химических элементов не играет такой важной самостоятельной роли в области практических приложений.

Наиболее важным соединением дейтерия является тяжелая вода D20 (в тех случаях, когда данный препарат тяжелой воды содержит меньше^чем 2/3 атомной доли дейтерия, правильнее состав такой воды изображать формулой НЕЮ), В настоящее время тяжелая вода приобрела исключительно важное значение* как замедлитель нейтронов в ядерных реакторах. Развитие работ по атомной энергетике на первом ее этапе во многом обязано разработке способов получения

тяжелой воды в больших масштабах. Многие физические свойства тяжелой воды были приведены выше (см. табл. 7).

Для исследовательских и препаративных целей используется ряд неорганических и органических соединений, в которых весь водород замещен на дейтерий: например, дейтеросернзя кислота D2S04, дейтерогидразин N2D4, дей-тероуксусная кислота CD3COOD и CH3GOOD, дейтеробен-зол CQDQ и др. Соотношения между свойствами дейтериро-ванных и «обычных» соединений приблизительно такие, как между D20 и Н20.

Изотопы лития. Природный литий состоит из двух изотопов: Lie с содержанием 7,52% и Li7 — 92,48%. Из всех металлов литий характеризуется максимальным изотопным эффектом, так как масса тяжелого изотопа отличается от массы легкого на весьма значительную величину: 11,7%. Поэтому концентрирование и разделение изотопов осуществляется у лития легче, чем у большинства других элементов.

Изотопы лития широко используются в ядернофизиче-ских исследованиях для получения а-частиц и нейтронов, а также для получения трития. Особое значение имеет дей-терид лития-6 (LieD), который может применяться для осуществления термоядерной реакции.

Изотопы кислорода. Как уже упоминалось, природные соединения кислорода содержат смесь трех стабильных изотопов с массами 16, 17 и 18. Содержание этих изотопов в смеси составляет соответственно 99,7575%, 0,0392% и 0,2033%.

Существование изотопов кислорода было открыто в 1929 году Джиоком и Джонстоном. Известно" что открытие изотопии кислорода привело к существованию двух шкал атомных масс: химической и физической (в первой за единицу атомной массы принималась Vie атомной массы природного кислорода; во второй-—Vle атомной

страница 17
< 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
что обозначают желтые цветы
Компания Ренессанс: расчет лестницы на второй этаж - надежно и доступно!
кресло 838
KNSneva.ru - предлагает C9723A - офис продаж со стоянкой: Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11, тел. (812) 490-61-55.

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
(10.12.2016)