химический каталог




Применение изотопов в химии и химической промышленности

Автор Ю.Я.Фиалков

обмен между металлом и раствором, содержащим ионы этого металла: Me Мг+ + ге. В общем случае гетерогенного равновесия зависимость исследуемой с помощью радиоизотопной индикации степени обмена In ^1 — (см. гл. 9)

от времени будет выражаться не прямой, как в случае гомогенного обмена (см. рис. 30), а ломаной Линией, как это изображено на рис. 34. Участок / представленной на рис. 34, а зависимости отвечает, как правило, относительно быстро протекающему обмену между твердой фазой и раствором. После того как произошла эта первая стадия обмена, скорость дальнейшего обмена определяется скоростью диффузии с поверхности твердого тела в глубь кристалла. Как правило, скорость эта значительно меньше скорости обмена между поверхностью и раствором, чему соответствует меньший угол наклона участка // приведенной зависимости. В тех случаях, когда скорость диффузии соизмерима со скоростью гетерогенного обмена поверхности с раствором, зависимость степени обмена от времени будет иметь форму, изображенную на рис. 34, б.

Исследование поверхности твердых тел. В различных фазовых превращениях либо гетерогенных химических превращениях с участием твердой фазы необходимо учитывать различные геометрические и энергетические характеристики поверхности твердого тела. Изотопные методы исследования в данном случае оказываются наиболее действенными.

Определение истинной поверхнос-т и. Известно, что истинная поверхность твердых тел почти всегда отличается от геометрической, превышая ее нередко на весьма значительную величину. Так, истинная поверхность 1 см3 активированного угля (геометрическая поверхность 6 см2) может составлять сотни квадратных метров.

Разработан ряд радиометрических методов определения истинной поверхности твердых тел.

Выше было показано, что в большинстве случаев происходит относительно быстрый обмен между поверхностью твердой фазы и раствором. Поскольку в первой стадии обмена принимают участие атомы (молекулы), находящиеся исключительно на поверхности твердого тела, кинетические характеристики обмена могут быть использованы для определения истинной поверхности. В основе определения лежит очевидное соотношение

"пов V-p (П9)

ппов V-p '

где Япов и /7р_р — число атомов на поверхности и в растворе, а /гПОв и /гр_р — число атомов радиоактивного изотопа на поверхности и в растворе.

С помощью соотношения (11.9) можно определить истинную поверхность, например, PbS04. Для этого осадок соли помещают в ее насыщенный раствор, причем последний мечен радиоизотопом свинца. Общая концентрация

свинца (/гр_р -f* лр_р) может быть определена химическим путем, величины /гр_р и ппов — путем радиометрических измерений, отсюда по уравнению (11.9) легко определяется количество атомов свинца на поверхности исследуемого осадка (япов).

Метод обмена позволяет определять истинную поверхность обработанных различным образом металлических пластинок. Было найдено, что хорошо обработанная поверхность многих металлов в 2,5 раза превышает геометрическую; при чрезвычайно тщательной шлифовке удается снизить эту величину до 1,7.

Описанная методика может быть модифицирована для случая неизотопных индикаторов. Естественно, что применяемый неизотопный индикатор должен быть изоморфен тому элементу, количество атомов которого на поверхности

необходимо определить. Так, например, поскольку РЬ2+

изоморфен Ва2+ либо Sr2+, можно с помощью радиосвинца определять истинную поверхность - BaS04 или SrS04.

Если в состав твердой фазы входит радиоактивный элемент, выделяющий при своем, распаде радон, для определения истинной поверхности такого твердого тела используется эманаци-онный метод. Зная процентное содержание радиоактивного элемента в объеме твердого тела и

его период полураспада и определяя количество образовавшегося радона, можно рассчитать количество атомов элемента, находящихся на поверхности.

Исследование энергетической неоднородности поверхности твердого тела. Геометрическая неоднородность, а также ряд иных причин обусловливают энергетическую неоднородность поверхности твердого тела. Вот почему поверхность твердого тела состоит из участков различной активности. Это различие будет проявляться прежде всего в различии энергий связи этих участков с адсорбированными на поверхности молекулами. Схематически адсорбция на поверхности изображена на рис. 35. В случае энергетически, однородной поверхности (рис. 35, а) адсорбированные молекулы какого-либо химического соединения равноценны, в то время как в случае энергетически неоднородной поверхности (рис.35, б) адсорбированные молекулы характеризуются различной энергией связи с поверхностью.

Определение степени энергетической неоднородности поверхности проводят, последовательно адсорбируя порции газа одинакового химического, но различного изотопного состава. Например! вначале проводят адсорбцию молекул Н2, а затем D2. Если бы поверхность была энергетически идеально однородна, то при десорбции изотопный состав водорода был бы усредненным. Поскольку же поверхность неоднород

страница 67
< 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
http://autopomoika.ru/good1.html
снять дачу на новой риге на циане
Стол VIST Гамбург-2
хранение индивидуальный склад в москве

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
(07.12.2016)