химический каталог




Применение изотопов в химии и химической промышленности

Автор Ю.Я.Фиалков

ядер, остается неизменным.

Отклонения от закона постоянства изотопного состава в большинстве случаев легко пояснимы. Одна из причин отклонения ?— радиоактивный распад естественных радиоактивных элементов и ядерные реакции, вызываемые элементарными частицами, выделяющимися при этом распаде. Так, например, в различных свинцовых месторождениях преобладает либо РЬ20в, либо РЬ208. Дело в том, что свинец является конечным продуктом радиоактивного распада двух естественных радиоактивных элементов: урана и тория, «Урановый» свинец имеет массовое число 206, «ториевый» — 208. Стронций, выделенный из слюды, которая содержит рубидий, на 100% состоит из изотопа с массой 87. В то же время содержание Sr87 во всех прочих природных соединениях этого элемента немногим больше 7%. Причина этой аномалии ?— в естественной радиоактивности Rb87. Выбрасывая р-частицу, последний превращается в Sr87.

Ядерные реакции — причина различия изотопного состава неона, окклюдированного в некоторых минералах, и атмосферного неона. Так, отношение Ne21 : Ne20 в неоне, добытом из монацита, в 370 раз превышает это отношение для воздуха. Причина этого <— в образовании Ne21 при столкновении а-частиц, образующихся при распаде входящих в состав монацита естественных радиоактивных элементов, с атомами тяжелого изотопа кислорода: О18 + Не4 -> ~> Ne21 + п\

Наблюдаются также отклонения от постоянства изотопного состава, связанные с природным фракционированием изотопов химических элементов. Незначительные различия физических свойств соединений изотопов становятся причиной столь же незначительных вариаций в изотопном составе, возникающих при различных природных процессах: испарении или замерзании вод, деятельности животных или растительных организмов и т. п. Отклонения эти большей частью настолько незначительны, что для их обнаружения необходимы особо точные методы исследования.

Подробное изучение изотопного состава природных вод было предпринято А. И. Бродским. Установлено, что воды различных больших рек имеют постоянный изотопный состав. Воды же морей и океанов, как правило, содержат пусть чрезвычайно незначительное, но вполне определимое повышенное количество тяжелых изотопов водорода и кислорода. Это объясняется тем, что процессы испарения воды ведут к повышению содержания тяжелых изотопов, так как температура кипения тяжеловодородной и тяжелокислородной воды выше температуры кипения «обычной» воды (подробнее об этом см. ниже). Разумеется, если бы воды морей и океанов постоянно не разбавлялись речными водами и водами атмосферных осадков, то содержание тяжелых изотопов водорода и кислорода в них постоянно увеличивалось бы.

Весьма интересны вариации изотопного состава, вызываемые жизнедеятельностью бактерий. Так, было найдено, что бактерии, восстанавливающие сульфат природных вод до сероводорода, ведут к обогащению сероводорода легким изотопом серы S32. Поэтому можно обнаружить заметное отличие изотопного состава сульфатов от изотопного состава сульфидов бактериального происхождения. Это обстоятельство было остроумно использовано для приблизительного установления времени зарождения жизни на Земле. Исследовался изотопный состав сульфатов и сульфидов в пластах, соответствующих различным геологическим эпохам. Выяснилось, что с увеличением возраста породы различие в изотопном составе сульфатов и сульфидов уменьшается, полностью исчезая в породах, образовавшихся приблизительно 800 млн. лет назад. К этому сроку было отнесено возникновение микробно-бактериальной формы жизни на нашей планете.

Было найдено также, что некоторые бактерии, вызывающие процессы брожения, приводят к фракционированию изотопов. Так, в пиве содержание тяжелого изотопа водорода несколько выше, чем в исходной воде. О причинах такой удивительной особенности некоторых микроорганизмов в настоящее время можно делать лишь предположения, сте* пень достоверности которых неясна.

Изотопный эффект. Влияние изотопии на физические свойства химических соединений. Соединения, имеющие одинаковый химический, но различный изотопный состав, называются изотопными разновидностями. Изотопные разновидности по своим физическим и физико-химическим свойствам различаются тем сильнее, чем больше относительные различия в массах тех изотопов, состав которых варьируется. Эти различия называются изотопными эффектами.

Различия в массах, а следовательно, и величины изотопного эффекта зависят от атомной массы изотопа, состав которого варьируется. * Действительно, массы молекул

Н! и Нг отличаются" от массы Нг соответственно на 100 и

200%; у молекул Вт™ и Br®1 это различие будет составлять уже 2,5%, а массы изотопов урана 235 и 238 различаются всего на 1,3%.

Изотопный эффект будет тем меньше, чем ниже содержание в сравниваемых соединениях элемента с различным изотопным составом. Так, хотя молекулярные массы Нг и На различаются на 100%, молекулярные массы CHjCOOQHl и СНзСООС2Нб различаются всего на 8,3%, а молекулярная масса соединения CH|COOC2Hs на 3,3% превышает молекулярную массу СНзСООСзНб. Приведен

страница 9
< 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
замена прав получить медицинскую справку
смесительный узел с гибкими подводками mst 25-40-2.5-c24-f
купить землю в посёлке урожай
купить наклейку амур в хабаровске

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
(24.11.2017)