химический каталог




Применение изотопов в химии и химической промышленности

Автор Ю.Я.Фиалков

ие возможности радиационной химии, появившиеся в последние десятилетия, связаны с развитием реакторостроения. Как отмечалось в гл. 5, в ядерных реакторах даже малой мощности образуются в относительно больших количествах искусственные радиоактивные элементы. Объясняется это тем, что большая часть энергии деления ядер урана аккумулируется в продуктах деления, что и является причиной их радиоактивности. Наиболее полное использование энергии деления урана может быть осуществлено именно с помощью радиационно-химических реакций. Поэтому развитие радиационной химии и широкое внедрение радиационно-химических процессов в химическую промышленность является одной из важнейших задач мирного использования атомной энергии.

Стадии и типы радиационно-химических процессов. Поглощение молекулой энергии приводит к ее возбуждению. В соответствии с принятой в радиационной химии символикой этот процесс записывается следующим образом:

АВ—>(АВ)* (12.1)

(символом обозначается действие излучения).

Химические превращения, вызываемые облучением, в радиационной химии называются радиолизом. Радио-лиз может происходить в результате непосредственного распада молекулы, но нередко протекает через различные промежуточные стадии, основные из которых будут рассмотрены в этом разделе.

> Возбужденная молекула А В* может распадаться с образованием свободных радикалов:

(АВ)*-+А- + В * (12.2а)

(примером реакции типа (12.2а) может служить образование атомарного кислорода при распаде возбужденной молекулы: 02->-20') либо образовывать непосредственно продукты радиолиза:

(АВ)*-+А + В\ (12.26)

например, возбужденная молекула этапа распадается по схеме: (С6Нв)* Н2 -f- С2Н4.

Следствием облучения может быть также образование иона:

АВ—>(АВ)++е. (12.3)

Образовавшийся ион, сталкиваясь с незаряженными молекулами, вступает в ион-молекулярные реакции; последние составляют весьма обширный класс радиационно-химических процессов.

Ион-молекулярная реакция может свестись к перезарядке сталкивающихся частиц:

(АВ)+ + CD-+AB + (CD)+. (12.4а)

Примером реакции типа (12.4а) может служить процесс

Аг+ + СН4 Аг + (СН4)+.

Часто ион-молекулярная реакция сводится к обменному взаимодействию:

(Л ?)+ + CD (AD)+ + С В (12.46)

например, (СН2 — Н)+ + СН3 — и -> (СН2 — СН3)+ + -f- Й2. Ион-молекулярная реакция может приводить к распаду одной из реагирующих частиц:

(АВ)+ + CD АВ + С+ + D, (12.4в)

как, например, в случае Аг+ + СН4 Аг + (СН3)+ -f Н.

Наконец, ион-молекулярная реакция может сопровождаться образованием радикалов:

(АВ)+ +CD-+AB -f С+ + D. (12.4г)

Примером реакции (12.4г) является процесс (СН^* -f-+ СН4 ^ (СН5)+ + СН3.

Однако, образовавшийся в результате реакции (12.3) ион может и не вступать ни в какие из перечисленных взаимодействий, а подвергаться непосредственному распаду:

(Л?)+->Л++В. (12.5)

Так, ион (СН4)+ может распадаться по схеме (СН^+ ->> (СН3)+ -f Н.

Электрон, высвободившийся в результате реакции (12.3), также может принимать участие в радиационно-химическом процессе. Присоединение электрона к нейтральной молекуле приводит к образованию отрицательного иона:

ЛБ + е->ЛБ~ (12.6а)

например, 02 + е ОТ.

Иногда присоединение электрона приводит к одновременному распаду молекулы:

АВ + + В. (12.66)

Наконец, присоединение электрона может вести к образованию радикалов:

АВ + е-±А . (12.6в)

например, СН3С1 + е СН3» + С1-.

Электроны, образующиеся в результате реакции (12.3), могут нейтрализовать положительно заряженные ионы:

(CD)4* + е -> CD. (12.7а)

Нейтрализация может осуществляться и при взаимодействии разноименно заряженных частиц:

(АВ)+ -f (CD)~ -> АВ + С?>. (12.76)

Простейшим примером реакции типа (12.76) может служить

реакция 0+ -f- CP -> 02.

Разнообразие радиационно-химических реакций обусловлено взаимодействием всех видов частиц, образующихся в результате процессов (12.2)—(12.7).

Радиационная химия газов. При облучении некоторых газов происходят радиационно-химические процессы, многие из которых имеют большое теоретическое и практическое значение.

Конечным результатом облучения кислорода различными видами излучения является образование озона. В за* висимости от вида излучения и температуры, при которой проводится облучение, радиационно-химический выход (G) 03 колеблется от 1,5 (а-лучи) до 120 (быстрые электроны). Величина G повышается с понижением температуры. Так, выход озона при облучении жидкого кислорода почти на порядок выше, чем при облучении газообразного кислорода. Механизм образования озона при облучении сводится к следующим последовательно протекающим реакциям:

02 Oj, О2 + 02 03 + О; возможен в ряде случаев

ион-молекулярный механизм, например, 02 ~->- (Й~ + е,

02 + е ОТ, Ot + ОГ 03 + О.

Поскольку озон является весьма сильным окислителем, образование его при радиолизе кислорода имеет большое практическое значение.

Радиолиз углекислого газа приводит как к образованию СО: С02 СО + О, так и к образованию углерода: СОа~-^ С +

страница 74
< 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
Дефлекторы окон для Nissan Note
насосы и манометры в нижнем новгороде
77-31007 pe07 petit 1.000 1089.00 40.00 653.40
косметологический курсы 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)