В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 2 (1108733), страница 62
Текст из файла (страница 62)
"' Его идею лучше всего рассмотреть на конкретном примере. Прв определении свинца методом изотопного разбавления в анализируемый раствор, содержащий х г свинца, вводит небольшое известное количество радиоактивного изотопа РЬ":, в результате чего раствор приобретает активность Аг. Какое-то количество полученного раствора осаждают раствором сульфата и получают т г',осадка РЬоОя с активностью А. Если радиоактивный изотоп 'вводился в анализируемый раствор без носителя, то из пропор- ции х — А»( А> тЯ А) (а) пересчета РЬ$04 на РЬ. вводился с носителем, то А А А — фактор и изотоп х+ т тр— ' — масса ри т'=О (а).
Как еству опр результат я существ пределение бции, само ю величину раствора ктивиость него, то, оч 27> -';:::;::::,':" где Е ."1 где и ;-'~;;.;:;-!'-. ':чеввя й)"; г >( 125.3. Метод изотопного разбаввенив радиоактивного препарата с носителем. (изотоп без носителя) соотношение (б) переховидно, пропорциональность активности изотопа еделяемого компонента позволяет получить точи без достижения полноты осаждения, что яв енным достоинством метода изотопного разбав- активности осадка часто нежелательно из-эа поглощения и других явлений, искажающих исактивности, поэтому обычно определяют актив- после отделения осадка. Если А> и г'> — - удельи объем раствора до осаждения, а Аг н евидно, активность осадка А будет равна А = А,Р> — АгГь Применение метода изотопного разбавления предполагает, что: яков постоянства из(лонного состааз злементоа соблюдает. ся, химически( саойст~а рздиоактнаного н иезктнаного изотоп(гг неразлн (нмы и реакции изотопього обмена радионзотопа с «третьимиэ компонентами смеси не праисходяп Метод изотопного разбавления открывает попые аозможностк В анализе сложных смессн и зпементоа, близких по саоим химика-аналитическим свойствам Папркмер, при анги!Изе смесей цирконий — гафний илн пиобиЙ тан~ал можно полу~(ить чи(- гый осадон а!гаага из компонентов, но асажденис ис будет паиным.
Если добиться пс(дна!о осаждения, то полученный осадок буд(п загрязнен злюмеитох! аналогом. В методе изотопного раз. баалсния проаодят неполное осаждению и, испо!(ьзуя измерения актиапасти, находят содержание аиалкзируемого злеменгз с достаточной точностью. Аналогичный прием используется также прн зиализс 1газличиь!х см(сюй Оргзиич(.ских Вещюста. Для ЯК(!селения анализируемого компонента В методе изотоп. (н го разбавления наряду с осаждением используются такжс зкстракцня, хроматография и другие методы разделения, а для определения количества Выделенного компонента применяют спек(1)злы(ыю, злектрохнмнческие и другие х(Стог(ики. При рздиометрическом титроаании индикаторами яаляются рздиазктиВныю изотопы злемРитоа.
Паприы(.12, при титрОВзиии фа(бгзта магнием В знализируек(ый растаор Впадят небальц!ОР количестпо фосфата, содержаьцего радиоактианый Р . При тг(траазинн прОтРкзРт резинки г1зменение активности В ходе зтого тнтроаания можно видеть нз рнс 12 2, О. Здесь же псжаззно гра(ггическое определение точки зкаиазлентпастн 1т.
ЗЗ. До т. з. Зктианость 1гзстнорз будет резко убыаагь, тзк как радиоактианьгй ПР'О(' нз рзстпора будет переходить В осадок. П(юле т. з. Зктианость раствора будет (гстзВаться практически постояннОЙ и о(Рнь нсбольспОИ. 1(.зк Видна из рис. 12.2, 6, добааление гидрофосфата к растВору Мд ' до т. з. практически не будет вьжыаать увеличения 2! актианостн раствора, так как радиоактиань!й изотоп Р' будет переходить в осадок МЙНР«О(. Пас((е т.
з. актианость растаора начинаю! Вс«Врастать пропорционально концентрации гидрофскфата, Реакцик радиаметрнческоп! Тнтрояаиия далжиь! удоалетаарять т1гсбОВзниям„абычнО грРЗЬЯВляемым к рРзкцним гитри метрического анализа 1скарссгь и полно(га протекания реакции, постони(тз(г состава ЯРодУкта Реакции и т. доц О(еаидным УслоВисм применимости реакции В данном мРтОдю яаляют('я также тз Рис 12 З Типы кривых радиоме:.;рического титроввнни а изменение активности рагтвора фасфата, содержагдего Р* прн гитрааанин р створом Мв ', б изменение акт'ивногтн раствора Мз~" прн титроваиии фосфатом, содержал.им Р" Пвреход продукта реакции из анализируемого раствора в другую '.;.:--:', :фазу, с тем чтобы устранить помехи цри определении активности раетвора, Этой второй фазой часто является образующийся осадок.
Известны методики, где продукт реакции экстрагируется Органическим растворителем. Например, при титровании многих катионов днтизоном в качестве зкстрагента применяют хлоро 'форм нли тетрахлорид углерода. Применение зкстракцин поз вхгляет более точно установить точку эквивалентности, так как К;этом случае для ее определения можно измерять активность 12.5.5. ЭфФект Мессбауэрв Эффект открыт в т958 г.
Р. П. Мессабауэром. Под этим на".",; "„-.Ейаниевт часто объединяют явления испускания, поглощения и '-'сР,,"~;::;:;~-,;::::;::рляссеяния у-квантов ядрами атомов без затраты энергии на отда- '~";-.::":";:::-'-,~'-;:чу 'ядер. Обычно исследуется поглощение Т-излучения, поэтому ",~-';;;-,;;-!:";рффект Мессбаузра часто называют также у-резонансной спекттгх!-',',",";,",."',::;,:р4скопией (ГРС). ":=; к~'."::::...'": - При испускании у-квантов ядро атома возвращается в нор'стрт~!!::;-':-':;:::бальное состояние. Однако энергии испускаемого излучения бу;!;;;;,::!:,' ~ определяться не только разностью энергетических состояний ",~~а.';:~~':;:,:::;::.;:::-'МРв в возбужденном н нормальном состояниях.
Вследствие за'"гс!лт-:::;:;::::,'вгони сохранения импульса ядро испытывает так называемую ':4".:.:'-". ,'-~м!',:,::;,-".;.!:;йедачу. Эт.о приводи~ к тому, что в случае газообразного атома ,.".т',:,""'..энергия испускаемого излучения 'будет меньше, чем в случае, .,КЮггда излучатель будет находиться в твердом теле. В последнем '-егарчае потери энергии на отдачу умеиьшаютсн до пренебрежимо — 5гелого значения. Таким образом, у-кванты излучения, испускаетврбГо без отдачи, могут поглощаться невозбужденными атомами ;ттзго же элемента. Однако различие в химическом окружении ,дрдсра-излучателя и ядра-поглотитезя вызывает некоторую разин:;мху в энергетических состояниях ядер, достаточную, чтобы резо ':'Яансное поглощение у-кваитов не происходило.
Разницу в знер гетических состояниях ядер количественно компенсируют с помощью эффекта Допплера, в соответствии с которым частота излучения (в данном случае энергия у-квантов) зависит ат скорости движения. Прн некоторой скорости движения излучателя (или поглотители, так как значение имеет лишь нх относнтельГксссспм оспа нссс см,сс ная скорость перемещения) наступает резонансное поглощение. Зависимость интенсивности поглощения у-квантов от скорости движения называют спектром Мессбауэра. Типичный мессбауэровский спектр представлен на рнс.
12.3, где в качестве меры интенсивности поглощения отложена обратно пропорциональная ей скорость счета. Скорость перемещения образца или излучателя обычно не превышает нескольких сантиметров в секунду. Спектр Мессбауэра являетсся очень важной характеристикой вещества. Он позволяет судить о природе химической связи в исследуемых соединениях, нх электронной структуре н других особенностях и свойствах.
12.6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ Применение радиоактивности в аналитической химии весьма многообразно. Области практического использования отдельных аналитических методов, основанных на измерении радиоактивности, охарактеризованы в разделе 12.5. Там же описаны прннципы некоторых наиболее важных аналитических методик, их погрешности и пределы обнаружения. Измерение радиоактивности широко применяют также в научно-исследовательских целях: для исследования механизмов химических реакций, определении растворимости малорастворимых соединений, исследования процессов разделения и для решения многих других задач, включая определение важнейших физико-химических констант (коиставт устойчивости координационных соединений, констант ионообменных процессов и т.д.).
Эффект Мессбауэра в аналитической химии имеет ограниченное применение. Он используется, например„для открытия примесных атомов, если атомы основной решетки не мешаьот прохождению резонансного у-излучения. Мессбауэровская спектроскопия имеет большие потенциальные аналитические возможности как метод неразрушающего анализа и как один из эффективных методов определения валентного состонния и степени окисления элементов.
12.7. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА Основными достоинствами аналитических методов, основанных на измерении радиоактивного излучения, являются низкий порог обнаружения анализируемого элемента и широкая универ. ' сальность. Радиоактивационный анализ имеет абсолютно низший порог обнаружения среди всех других аналитических методов ()О '" г). Достоинством некоторых раднометрических методик является анализ без разрушения образца, а методов, основанных на измерении естественной радиоактивности, — быстрота анализа. Ценная особенность радиометрического метода изотпиного разведения заключена в возможности анализа смеси близких по химико-аналитическим свойствам элементов, таких, как цирконий + гафний, ниобий + тантал и др.
Дополнительные осложнения в работе с радиоактивными пре: .паратами обусловлены токсичными свойствами радиоактивного '. Излучения, которые не вызывают немедленной реакции организ- ма и тем самым осложняют своевременное применение необходи мых мер. Это усиливает необходимость строгого соблюдения тех ники безопасности при работе с радиоактивными препаратами. Ц..необходимых случаях работа с радиоактивными веществами происходит с помощью так называемых манипуляторов в спе'циааьных камерах, а сам аналитик остается в другом помеще- „-:.Нии, надежно защищенном от деиствия радиоактивного излу 'чения. Вопросы $.
Привести кинетическое уравнение радиоактивного распада Кай изменяется радиоактивность во времени? 2. Что называется периодом полураспада? В каких пределах ,должна находиться эта величина длн изотопов, используемых в, аналитических целях, и почему? 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
