химический каталог




Применение изотопов в химии и химической промышленности

Автор Ю.Я.Фиалков

ду полураспада ядра П4298

порядка 108 лет. Значительной устойчивости следует ожидать и у ядра 126310. /

Успехи синтеза сверхтяжелых элементов связаны с развитием техники ускорителей, способных разгонять ионы тяжелых элементов вплоть до урана.

Раздел И

МЕТОДЫ РАБОТЫ СО СТАБИЛЬНЫМИ И РАДИОАКТИВНЫМИ ИЗОТОПАМИ

Глава 6. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И АНАЛИЗА СТАБИЛЬНЫХ ИЗОТОПОВ

пая номера

.1.

Проведение исследовательских и технологических работ с применением стабильных изотопов, т. е. препаратов, изотопный состав которых отличается от природного, предусматривает прежде всего необходимость определения содержания (концентрации) стабильного изотопа в препарате. В этой главе будут рассмотрены основные методы качественного и количественного изотопного анализа, т. е. методы изучения изотопного состава химических элементов и методы определения относительного содержания стабильных изотопов в изотопных препаратах.

Масс-спектроскопический анализ основан на том же принципе, что и. электромагнитный метод разделения стабильных изотопов (см. гл. 2).

Принципиальная схема прибора, с помощью которого проводится масс-спектроскопический анализ — масс-спектрографа — приведена на рис. 23. Для проведения анализа иследуемый образец испаряется и молекулы пара ионизируются бомбардировкой электронами. При этом образуют

ся положительно заряженные ионы, которые, проходя через

отверстие в пластине Plt разгоняются переменным электрическим полем между пластинами Рг и Р2. В магнитном поле

происходит искривление траектории движения ионов, причем в соответствии с уравнением (2.11) степень кривизны

щ этой траектории зависит от массы

иона. Каждый из ионных пучков, попадая в определенную щель slf

200

30*

C'30^c,20"Off

С1г0?

и.

Рис. 24. Масс-спектр ртути.

$7~ 16 45 44 А Рис. 25. Масс-спектр С02.

'2.

приводит к появлению в измерителях ионного

тока, величина которого / пропорциональна иону определенной массы. Графическая фиксация величин тока позволяет получать так называемые спектры масс, с помощью которых можно рассчитать качественный и количественный изотопный состав изучаемого образца.

На рис. 24 приведен спектр масс металлической ртути. Анализ этого спектра позволяет, во-первых, определить изотопный состав ртути. Из спектра видно, что природная ртуть состоит из изотопов 198, 199, 200, 201, 202 и 204. Во-вторых, сравнивая высоту пиков, можно определить относительное содержание каждого из изотопов в образце. Так, из приведенного спектра можно найти, что содержание каждого из изотопов (в приведенной выше последовательности) составляет 10,0; 16,8; 23,1; 13,2; 29,8 и 6,9% (кроме перечисленных изотопов, в природной ртути имеется еще изотоп с массовым числом 196, но из-за малого его содержания в смеси — 0,15% — отвечающий этому изотопу пик на спектре масс не проявился).

Масс-спектроскопический анализ позволяет изучать изотопный состав и изотопные разновидности молекул. На рис. 25 приводится масс-спектр углекислого газа. Из спектра видно, что природный С02 состоит, главным образом, из молекул с массами (в атомных единицах)' 44, 45 и 46.

Очевидно, что массе 44 отвечает молекула С120з6; масса 45

соответствует молекулам С1201в017 и С130г6; масса 46 <— молекуле С12018018 (из приведенного в гл. 2 материала об изотопном составе легких элементов следует, что доля молекул Qi3QieQi8 и тем боЛее с13016017 в природном углекислом газе должна быть пренебрежимо мала).

Высота пика, отвечающего С12Ой, настолько велика, что в выбранном масштабе не умещается на диаграмме. Сравнивая высоту пиков, можно найти отношения О18 : О16 и С13: С12.

Масс-спектроскопический анализ является наиболее универсальным методом изотопного анализа, и в этом его несомненное преимущество перед всеми иными методами изотопного анализа. К некоторым, хотя и не принципиальным, но достаточно серьезным недостаткам этого метода можно отнести необходимость перевода для анализа любого образца в газовую фазу. Очевидно, что в ряде Случаев достигнуть этого бывает нелегко без существенного изменения химического, а иногда и изотопного составов образца.

Другие методы изотопного анализа. Спектральные методы. В гл. 2 рассматривалось влияние изотопного состава соединений на характер их ИК-спектров. Очевидно, что различие спектров молекул одинакового химического, но различного изотопного состава может быть использовано для аналитических определений. Кроме особенностей спектрального поведения изотопных разновидностей в ИК-области, наблюдаются существенные различия в их УФ-спектрах.

Весьма пригодными для качественного и количественного изотопного анализа оказываются вращательные спектры, характеризующие поглощение в области радиочастот. Как известно, характер вращательных спектров зависит от

приведенной массы —, ^ и расстояния между атомами

щ -\- ma

в молекуле. Если принять, что межатомные расстояния в изотопных разновидностях молекул одинаковы, то очевидно, что различный характер вращательных спектров изотопных разновидностей мо

страница 41
< 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
изготовление световых логотипов
азот-шоу. мастер-класс азот-мороженое
Mado MD-042
стоимость обслуживание вентсистем

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
(26.02.2017)