химический каталог




Применение изотопов в химии и химической промышленности

Автор Ю.Я.Фиалков

массы О16). В настоящее время почти повсеместное распространение получила унифицированная шкала атомных масс, где за единицу принимается V12 атомной массы С12.

Полное разделение изотопов кислорода является весьма трудной задачей. Во всяком случае, разделение это достигается с гораздо большим трудом, чем разделение изотопов водорода —? соответственно уменьшению изотопного эффекта. Вот почему физические константы соединений О18 изучены гораздо хуже, чем соединений дейтерия, и получены

4 5-Ю

49

большей частью не экспериментальным, а расчетным путем. Температура кипения воды, содержащей 100% О18, наО,13°С выше, чем у «обычной» воды. Теплоты плавления и испарения также отличаются на весьма малую величину (на 1—1,5%).

Существование двух стабильных изотопов водорода и трех стабильных изотопов кислорода дает основание различать следующие девять изотопных разновидностей воды: 1. Н2016; 2. Н2017; 3. Н2018; 4. HD016; 5. HD017; 6. HD018; 7. D2 О16; 8. D2017; 9. D2018. Ввиду малого содержания тяжелых изотопов водорода и кислорода в природной воде концентрация изотопных разновидностей 5,6 и особенно 7—9 исчезающе мала; эти разновидности могут быть лишь синтезированы из концентрированных препаратов дейтерия, О17 и О18.

Зависимость констант равновесия реакций изотопного обмена кислорода от температуры была использована для разработки метода определения температуры воды в отдаленные геологические эпохи. Поскольку константа реакции изотопного обмена

~ (СО]6)" + H2Ol8<> ^ (COJ8)— + Н2016

уменьшается с повышением температуры, можно, сравнивая отношение 018/016 в различных карбонатных осадочных породах с эталонным для какой-то определенной температуры, рассчитать температуру образования этих осадочных пород. Этим путем получены хотя и приблизительные, но, несомненно, полезные сведения о температуре и климате в различные геологические эпохи.

Глава 3. ТИПЫ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА

Радиоактивностью называется самопроизвольное превращение атомных ядер изотопов химических элементов, приводящее к изменению энергии, заряда или массы ядра, либо ко всем этим следствиям одновременно. *

В^ряде случаев, например, при ядерных реакциях, связанных с бомбардировкой атомных ядер заряженными либо незаряженными элементарными частицами, а также ядрами различных атомов (см. гл. 5), или в случае термоядерных процессов, связанных со слиянием атомных ядер, образуется промежуточное так называемое компаунд-ядро. Распадаясь, компаунд-ядра дают продукты ядерной или термоядерной реакции. Как правило, этот распад происходит весьма быстро ?— за время порядка 10~~21 с. Поэтому ядра с такими чрезвычайно малыми, периодами полураспада исключают из рассмотрения радиоактивных явлений. К числу радиоактивных изотопов причисляют лишь те, время жизни которых составляет не менее 10~12 с.

Прошедший через данное количество вещества поток излучения / связан с падающим потоком /0 универсальным, т. е. пригодным для любой области спектра электромагнитных колебаний, соотношением

1^10е~ет. . .- (3.1)

Здесь т •— количество молей вещества, а е ?— коэффициент пропорциональности, называемый мольным коэффициентом поглощения.

Скорость радиоактивного распада. Пусть имеется некоторое количество радиоактивного изотопа, состоящее из N атомов. Скорость радиоактивного распада каждого изотопа есть строго постоянная величина, которая не зависит от того, в каком химическом соединении или в каком агрегатном состоянии находится данный элемент, а зависит лишь от числа имеющихся атомов N:JjL-W, (3.2)

где dN — изменение числа атомов за время d%.

Коэффициент X в уравнении (3.2) характеризует скорость распада и является постоянным для каждого радиоактивного изотопа. Интегрирование уравнения (3.2) приводит к выражению

In N «— %т -Ь const. (3,3)

Физический смысл постоянной const можно определить, если в уравнение (3.3) Подставить начальные условия, При т = О N = N0. Отсюда

In— — Я,т, iV = N'^\ (3.4)

Выражение •—, ^ является малоудобной характеристикой для пользования ею в качестве сравнения скоростей распада разных радиоактивных изотопов. Более удобной величиной является в данном случае период пол у ^ распада, т. е. время, в течение которого распадается

4*

61

половина атомов данного радиоактивного изотопа (иногда эту величину называют средним временем жизни атома радиоактивного изотопа). Если в выражении (3.4) т заменить

периодом полураспада TON — -^-Af0. Отсюда

In 2 0,69 ,о

Выражение (3.5) связывает период полураспада с постоянной радиоактивного распада.

На практике период полураспада определяют, измеряя активность, т. е. количество распадов в единицу времени, исследуемого препарата через различные промежутки времени. Так как активность препарата пропорциональна числу атомов радиоактивного элемента, то, пользуясь уравнением (3.4), можно легко подсчитать период полураспада.

Альфа-распад •—• выбрасывание ядром двухзарядного ядра гелия (Не4)++ ~ свойствен за весьма редкими исключениями только тяжелым элементам периодической системы. П

страница 18
< 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
курс дизайнер верстальщик москва
подвесные полки купить
готовим psd файл для печати
скачать программу в смартфон для управления гироскутером

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
(09.12.2016)