В.М. Вдовенко, Ю.В. Дубасов - Аналитическая химия Радия (1109691), страница 2
Текст из файла (страница 2)
К. Лавру- хиной, старшим научным сотрудником, кандидатом химических наук 3. К. Караловой и кандидатом физико-математических наук . В. А. Алексеевым. Член-корреспондент АН СССР, профессор В. М. ВДОВЕНКО Стари»ий научный сотрудник, кандидат химических наук 10. В. ДУБАСОВ Глава 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИИ Радий — радиоактивный элемент, содержание которого в природе чрезвычайно мало.
В периодической системе элементов Д. И. Менделеева оп расположен между францием и актинием и находится в подгруппе щелочноземельных элементов, являясь аналогом бария. Радий является самым тяжелым естественным щелочноземельным элементом. История открытия радия неразрывно связана с открытием явлений радиоактивности. В статье «Задачи дня в области радия», написанной в 1911 г., академик В. И. Вернадский И7) отмечал: «Просматривая сейчас разбросанную литературу относящихся сюда знаний, мы видим, что не были поняты и случайно при этом открытые 52 года назад явления радиоактивности. Уже в 1858 г.
и позже, в 1867 г., их заметил французский офицер Ниепс де СенВиктор; он описал случаи фотографирования в темноте, влияние па эти явления азотнокислого уранила, задерживание соответствующих излучений стеклом, передачу и сохранение данного свойства — активности, как он его называл, месяцами, Ниепс де СенВиктор неправильно объяснял зти явления способностью тел поглощать свет при освещении, яо ясно отделил их от фосфоресценции я, следуя Фуко, видел в них проявление невидимых излучений материи, т.
е., как мы бы сказали теперь, ее радиоактивности». Далее В. И. Вернадский продолжает: «Первая заметка Беккереля в Докладах 11арижской Академии повторяла опыты Ниепс де Сен-Виктора. Веькерель в ней не делал шагу далее; больше того, он стоял на почве фосфоресценции, совершенно правильно оставленной Ниепс де Сен-Виктором. Но затем, через немного месяцев, Беккерель быстро вышел из рамок прошлого, вошел в попый мир, у порога которого девять лег напрасно бился Ниепс де Сен-Виктор. Через два года учение о радиоактивности стало достоянием человечества». Вскоре после открытия К. Рентгеном Х-лучей начали проводиться работы по исследованию флуоресцирующих и фосфоресци- рующих веществ с целью выяснения возможности испускания рентгеновских лучей данными веществами.
Эти исследования появились в связи с тем, что в первых рентгеновских трубках, не имевших металлического анода, стекло под воздействием катодных лучей флуоресцировало и ато пятно являлось источником рентгеновского излучения [404]. В литературе были опубликованы при проверке не подтвердившиеся сообщения о действии сернистого цинка и сернистого кальция на фотопластинку через черную бумагу. Беккерель поставил аналогичные опыты с фосфоресцирующим кристаллом двойной соли сульфата уранила и калия К«[])О»(80«)»(Н«О)«]. Реаультаты опытов оказались положительными, и Беккерель сообщил, что укаэанное фосфоресцирующее вещество испускает лучи, проникающие через светонепроницаемую бумагу И35].
Вскоре, продолжая начатую работу, Беккерель оставил лежать в течение нескольких дней завернутую в черную бумагу фотопластинку, на которун» были положены кристаллы соли уранила. Ожидая очень слабых отпечатков, Беккерель, к своему удивлению, при проявлении пластинки увидел весьма отчетливое изображение силуэтов кристаллов и предметов, помещенных под некоторыми кристаллами на фотопластинке.
Беккерель поставил контрольный опыт с 5-часовой экспозицией и получил подтверн«дение предыдущих результатов И36]. Поставленные затем опыты с металлическим ураном и другимя солями урана позволили Беккерелю доказать, что излучение урановых солей обусловливается наличием в них самого урана И37]. Однако в этой работе, как и первых своих статьях по проникающим излучениям, Беккерель считал, что это свойство урана сходно с невидимой фосфоресценцией, длящейся в течение продолжительного времени, и что уран представляет собой первый пример металла, обладающего таким свойством. Беккерель показал также, что проникающие излучения урана могут вызывать увеличение электропроводности газов [136, стр. 559). Под воздействием излучения в газах происходит отрыв электрона от молекулы и превращение нейтральных частиц в заряженные.
В 1897 г. Мария Кюри-Склодовская занялась изучением ряда . веществ, являющихся соединениями почти всех известных в то время элементов с целью обнаружения испускания «беккерелевых» лучей этими веществами. Исследованию также подвергались уран- и торийсодержащие минералы. Интеясивность излучения измерялась по увеличению электропроводпости газов.
М. Кюри обнаружила, что интенсивность излучения у этих минералов значителыю выше, чем этого мо;кно было ожидать, исходя из содержания в них урана или тория. Так, синтезированный М. Кюри двойной фосфат уранила и меди, соответствующий минералу хальколиту Сп 2ПО«2РО, 8Н«О, показал интенсивность излучения, отвечающую количеству содержащегося в ием урана, в то время как хальколит был более чем в 2 раза активнее металлического урана [167].
Исклзочительная наблюдательность М. Кюри позволила ей установить, что часть излучения ряда урановых минералов (урановая смоляная руда, хальколит и отенит) обусловлена содержанием в них небольших количеств сильно активных веществ, отличных от урана и тория, и решила произвести выделение неизвестных веществ. Идинствепным обнаруженным свойством этой гипотетической примеси было ионизирующее излучение.
Это свойство было названо радиоактивностью. Пьер и Мария Кюри, обладая высокой научной интуицией и блестящим талантом экспериментаторов, поставили перед собой задачу — выделить химическим путем эту предполагаемую примесь. Для этой цели Пьер и Мария Кюри выбирают урановую смоляную руду, в основном состоящую из П»0«, которая в 3 — 5 раз активнее металлического урана. Остаток руды после извлечения из нее урана представлял весьма сложную смесь многих веществ. Ках»дая операция по переработке руды сопровождалась контролем за поведением активного вещества. В результате атого было установлено, что обработка руды привела к концентрированию активности, которая распределилась между двумя фракциями: висмутовой и бариевой.
Применяя новый метод, включающий сочетание химических операций с количественным измерением радиоактивности, супруги Кюри в июле 1898 г. открыли новый радиоактивный элемент — полоний (Ро), названный так в честь Польши — родины Марии Кюри-Склодовской [174]. В этой же работе впервые появляется новое название — радиоактивное вещество. 26 денабря 1898 г. Пьер и Мария Кюри совместно с Бемоном делают сообщение об открьпии другого радиоактивного элемента, названного радием (В а) [175]. Так было положено начало развитию радиохимии как науки, изучающей химические и физико-химические свойства радиоактивных элементов (радиоактивных изотопов) и их соединений, разрабатывающей методы их выделения, концентрирования и очистки.
Характерной особенностью радио- химии является изучение свойств радиоактивных элементов и изотопов, опредсляемых по их ядерным излучениям. Открытый радиоактивный элемент радий в аналитическом поведении оказался подобным барию, и его следы были обнаружены в бариевой фракции продуктов переработки урановой смоляной руды. Дробным осаждением хлорида бария из спиртового раствора был получен радиеносный хлористый барий с активностью, в 900 раз большей, чем активность окиси урана. По данным химического анализа (определение атомного веса бария), содержание радия все же было очень малым.
Авторы [175] также сообщали, что хлорид бария (радия) засвечивает фотопластинку за полминуты и под воздействием излучения радия флуоресцирует тетрацианоплатинат бария Ва [Р1(СМ)«1 (платиносинеродистый барий). Весьма важное доказательство открытия нового элемента было получено Демарсе [191!. Им были сняты эмиссионные спектры хлористого бария с активностью, в 60 раз превышающей активность урана, и па фоне линий бария была обнаружена новая линия с длиной волны 381,47 ммк. Вскоре после этого из большого количества урановой руды были выделены вещества, которые, как сообщалось [190 [, обладают свойствами'радия, описанного П.
и М. К»ори, т. е. подтверждались результаты супругов Кюри. Для выделения весовых количеств радия супругам Кюри пришлось переработать около 1 т остатков урановой смоляной руды из Иоахимсталя (Иехослоиакия). В результате проведения примерно 10 000 операций дробной кристаллизации хлоридов бария и радия было получено 90 мг ВаС[, высокой чистоты. Выделенный со следами бария радий был использован М. Кюри для определения его атомного веса, который был найден равным 225 [168!. Демарсе, изучая спектр очень чистого хлорида радия, предоставленного М.
К1ори, отмечал подобие эмиссионных спектров радия и других щелочноземельных элементов [193!. Учитывая сходство спектров, высокий атомный вес и то, что по химическим свойствам радий близок к щелочноземельным элементам, М. Кюри предложила поместить его в Периодической системе элементов, как самый тяжелый щелочноземельный металл, под барием, на то место, где должен стоять предсказанный Д.
И. Менделеевым «элемент, сходный с барием» [168 !. Последующее, более точное определение атомного веса, проведенное М. Кюри [169[, и электролитическое выделение М. Кюри и Дебьерном [172! металлического радия явились завершающими доказательствами химической индивидуальности радия. Несколько лет спустя вслед за радиелы226 были открыты другие естественные радиоактивные изотопы радия. В 1902 г. Резерфорд и Содди [440[, осаждая аммиаком из водного раствора торил его гидроокись, заметили,'что большая часть радиоактивного вещества остается в растворе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
