химический каталог




Применение изотопов в химии и химической промышленности

Автор Ю.Я.Фиалков

лучаях, когда температуры кипения соединений выделяемого изотопа и «фоновых» соединений сильно разнятся, целесообразно применять дистилляционные методы разделения. В приложении к искусственным радиоэлементам эти методы могут оказаться весьма эффективными. Дело в том, что испарение невесомых количеств вещества может происходить при температурах, намного ниже той, при которой происходит кипение этого же вещества в макроколичествах; При этом выделяемый элемент может быть отогнан в таких условиях, которые исключают переход соединений сопутствующих элементов.

Реакции отдачи. Химия «горячих» атомов. После осуществления акта ядерной реакции образовавшийся новый атом несет в себе значительную энергию, которая в сотни раз превышает энергию химической связи. Это приводит к своеобразному поведению вновь образовавшегося, или, как его часто называют, «горячего» атома. Обычно «горячий» атом отрывается от молекулы, в состав которой он входил, и переходит в новую химическую форму. Так, при облучении йодистого этила нейтронами происходит реакция I127 (/г, у) I128* Образующийся в результате реакции I128 обладает настолько большой энергией, что он отрывается от углеводородного радикала и в молекулярной форме растворяется в йодистом этиле, откуда легко может быть извлечен водным раствором какого-либо восстановителя (например, тиосульфата).

При бомбардировке сероуглерода нейтронами происходит реакция S32 (я, р) Р32. Энергия отдачи образующегося Р32 почти в 6000 раз превосходит энергию химической связи S—С, поэтому атомы Р32 вылетают из молекулы и распределяются в среде сероуглерода (в котором элементарный фосфор растворим). Из сероуглеродного раствора Р32 может быть выделен отмыванием водой, в которой растворены окислители, переводящие элементарный фосфор в ортофосфор-ную кислоту.

Реакции отдачи, или (по имени открывателей этого явления) реакции Сциларда •— Чалмерса, как видно из приведённых примеров, могут быть использованы для выделения и концентрирования радиоактивных изотопов. Однако опыт показывает, что не все возникшие радиоактивные изотопы могут быть отделены от материнского вещества. Так, в приведенном примере I128 около половины образовавшегося в результате ядерной реакции радиоактивного изотопа остается в йодистом этиле. В основе этого явления, называемого удержанием, лежит несколько причин.

Прежде всего удержание связано с процессом рекомбинации. Так, образовавшиеся в результате отдачи радикалы •QHs и • I128 могут вновь соединяться, превращаясь в молекулу еда128.

Удержание может быть также следствием процесса обмена между образовавшимся радиоактивным изотопом и стабильной формой, например: C2H5I127 + I128 =СзН51128 + + I127. Вероятность процесса обмена повышается в результате того, что «горячий» атом I128, обладая большой энергией, может выбивать I127 из молекулы C2H5I, становясь на его место.

Наконец, возможен процесс, при котором атом отдачи, обладая высокой энергией, внедряется в молекулу исходного вещества: ОД*127 + I128 = C2H4I127I128 + V, Н2.

Для концентрирования используются также некоторые физические свойства «горячих» атомов. Так, атомы отдачи, вырывающиеся из материнской молекулы, как правило, несут на себе электрический заряд. Поэтому, помещая над мишенью (или в мишени) заряженную металлическую пластинку, можно на ней собирать практически все «горячие» атомы, получая препарат с высокой активностью.

В тех случаях, когда атомы отдачи переходят в раствор в виде ионов, в то время как материнская молекула нейтральна, для выделения радиоактивных изотопов с успехом может быть применен электролиз либо ионообменная адсорбция.

Высокая энергия «горячих» атомов обусловливает глубокие химические изменения молекул, с которыми он сталкивается. Изучением химических превращений в соединениях, служащих материалом мишеней, занимается особый раздел радиохимии, называемый «химией «горячих» атомов».

В .качестве примера химических превращений под действием «горячих» атомов можно привести образование при облучении сернокислого аммония нейтронами (протекающая при этом реакция N14 (я, р) С1* служит источником «горячих» атомов С14) ряда химических соединений (перечисляются в порядке уменьшения их количеств в реакционной смеси): углекислый газ, муравьиная кислота, формальдегид, мочевина, цианистый водород, окись углерода, метиловый спирт, метан *.

Получение новых химических элементов. Ядерная химия, родившаяся на стыке двух наук — ядерной физики и химии?—- и объединившая в себе методы ядерной физики и тонкого химического эксперимента, ознаменовалась рядом выдающихся достижений. Самое яркое из них <— синтез химических элементов, не существующих на нашей планете.

Заполнение «белых пятен» периодической системы. После открытия в 1925 г. рения в периодической системе между водородом и ураном остались незаполненными четыре клетки с порядковыми номерами 43, 61, 85 и 87. Многочисленные и в высшей степени интенсивные поиски этих элементов ^неизменно завершались неудачами. В 30-х годах причины этих неудач в-отношении эл

страница 38
< 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
рекламна тумба кафе
калорифер водный wh 60-30
тату сводилка три икса
merylin manson купить билет

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
(20.01.2017)