И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 2 (1110088), страница 125
Текст из файла (страница 125)
элементов, нзотопные ядра к-рых облалают отличным от нуля значением ядерного спина, можно осуществлять методом ЯМР, к-рый, однако, заметно уступает по точности и чувствительности масс-спектрометрич. методу 386 198 ИЗОТОПНЫЙ ЯМР-спектроскопический И.а.
с "С в качестве инликатора широко применяется в биол. исследованиях. Для И.а. применяются также методы радиомензрин. И. а, используют при определении элементов изо>ионного разбавления ме>иодом, а также в активац. анализе. В последнем случае в исследуемом образце генерируют долгоживущие или стабильные изотопы путем облучения нейтронамн в реакторе; конпентрапию исходного элемента-мишени вычисляют по результатам И.
а, облученного образца (относнт. стандартное отклонение 0,2-0,5%; пределы обнаружения 10 "-10 '5 г). И.а. цщроко применяют в геохимии и космохимии прн установлении возраста пород и минералов. При этом с помощью масс-спекзрометрич. И, а, определяют отношение содержаний радиогенных н нерадиогениых изотопов одного элемеи>га (напр., азбг и ввбг), а также радиоактивного «материнского» изотопа и захваченного при кристаллизации минерала нералиогенного изотопа (напр., "!) н зоаРЬ, >в>Ее н гааО8) Кроме того.
И. а, используют: при установлении происхождения пород и услоний рудообразования; при изучении ядерных р-ций в радиоактивных минералах, в породах Луны и метеоритах; при Изучении кинетики и термодинамики изотопного обмена, механцзмов хим. р-ций; при исследовании выходов продуктов ядерных р-цнй, определении периодов полураспада по накоплению стабильных изотопов; при анализе в-ва твэлов и установлении степени выгорания ялерного горючего.
.7 г Верковекнв А. Б, [и лр), в еб. Анализ неоргаиичеекик газов, л. иа> е "97->5, геокнмии нзогон>в в ос>голи>аз полярною урала, под рел. а В пеиве. В. и Виноградова, м, >983, е >25 84, мпее.опек ромезрия и изогаппа» геолопзя, под рад. И Д. Рябчикова, И В Чернмнева.
М, >983; изо опиая геологию, под ред. Э. Йегера и й Х>ниикера. пер е «игл, и.. !984 Ю. Л. Л)>кол оков. ИЗОТОПНЫЙ ОБМЕН, самопроизвольное перераспределение изотопов хим. элемента между разл. фазами системы (в частности, между разл, агрегатными состояниями одного и того же в-ва), частицами (молекуламн, ионами) или внутри молекул (сложных ионов). В И. о.
могут участвовать как стабильные, так и радиоактивные нуклиды. Прн И о. сохраняется неизменным элементный состав каждого участвующего в обмене в-ва, изменяется лишь его изотопный состав. Если обменивающиеся изотопами молекулы, ионы н т. п. находятся в одной фазе, И. о. наз гомогсиным, если в разных фазах-гетерогенным. Так, при гомогенном И.о. с участием молекул воды 'Н'НО и РРО образуются молекулы НРО; при гетерог. И.
о, между парами иода, меченного радионуклидом '3'1, и кристаллич. иодом радиоактивные атомы переходят из пара в кристаллы. В результате И. о, нзотопный состав всех форм выравнивается и устанавливается равномерное распределение изотопов (равнораспрелеление). И.о.
можно рассматривать как обычную хим, р-цию, в к-рой исходные в-ва и продукты различаются нзотопным составом. Внутр. энергия системы при этом практически не изменяется (нулевые частоты колебаний молекул, обменивающихся изотопами, почти одинаковы) и тепловой эффект (2 О. Последнее означает, что для прямого и обратного И.о. энергии активации равны; кроме того, константы равновесия К практически не зависят от т-ры. Если в И.о.
участвуют легкие элементы, становятся заметными изоя>ол>гые эв>сбекгны, вследствие чего константы равновесия могут существенио отличаться от 1. Чем ближе система. в к-рой протекает И,оп к состоянию равнораспределения, тем больше число вариантов распределения изотопов в системе, т.е.
выше число микросостояний, через к-рос м. б. реализована система. Т.обр., при И. о. энтропия системы растет; максимум энтропии достигается при равнораспределении. Скорость И.о. во многом зависит от его механизма. В частности, гомог. И.о.может протекать по диссоциативному или ассоциативному механизму, м.б. связан с переносом электрона или с перемещением групп атомов. Напр., обмен радиоактивным иодом между кристаллами Ай! и р-ром, содержащим )Ча! (здесь и далее знак * указывает радиоактивный атом), протекает в результате диссоциации Р(а! и Ай( в р-ре.
Обмен хлором межлу газообразным С1, н ларами ГеС15 также определяется диссоциациев ЕсС1, при нагр. с образованием ГВС!з и атома С!: ГеС1> + С1, вз РеС17 + ',',С1, + С!, ГеС!С1, + С1, По ассоциативному механизму происходит И. о. иодом между алкилиодидом и иодидом натрия в спиртовом р-ре: С,Н,! С Р)а! Р)а [СзН,!13 С>Н,! + )з(а) И.о.,протекающий по механизму переноса электрона, -это обычная окислит.-восстановит.
р-ция. Таков, напр., обмен между разл, изотопами Т1, влоляшнми в состав Т1Р(О> т)()ЧО,),: à — эе — ) ТИЧО -1- Т!(Р50>)з Т!Р)О> + Т!(НО>) Механизм, связанный с перемещением групп атомов, часто наблюдается при гетерог. И. ол так протекает, напр., И.о. углеролом между газообразным СО, н твердым ВаСО>: ВаСО, 4- СО, ВаСО, + СО, Кинетику И.о. обычно характеризуют степенью обмена Р.= (х, — хо)Дх„— хо), где хо, х, н х„-концентрации обменивающегося иуклида в к.-д. определенной форме, участвующей в обмене, соотв. в начальный момент времени > = О, в момент времени > н при равнораспределении (7 ео). Часто при 7 = 0 х = 0; тогда р = х>7х„(значение х„можно найти расчетом). Др, кинетич.
характеристика И.о.-период полуобмена т> -промежуток времени, в течение к-рого >з достигается Р = 0,5. Зависимость между Р и тг, описывается 'з ур-нием: -!п(1 — Р) ()п2/т> )1, к-рос позволяет по эксперим. значениям р определить ч> н рассчитать константу скорости И.о. Напр., для бимолейулярного И. о. (р-ция второго порядка) константа скорости А равна: й = (!и 277>, )(1>(а+ 1>)3, где а и Ь-молярные концентрации обменинающихся форм.
Определив значения й при разных т-рах. можно на основании ур-ння Аррениуса найти энергию активации И. оч что позволяет, в частности, судить о прочности связи атомов, участвующих в И.о. Скорость гетерог. И. о, зависит как от скорости подвода и отвода обменивающихся атомов от пов.сти раздела фаз, так и непосредственно от скорости самого И.о. Если в И.о. участвует твердая фаза, то при достаточно интенсивном перемешивании паровой или жилкой фаз скорость всего процесса определяется скоростью диффузии обменивающегося атома от границы раздела фаз вовнутрь твердой фазы. И. о.
используют при изо>попок разделении, получении меченых соединений; с его помощью изучают строение молекул. На анализе И.о. основан олин из способов определения низких давлений насыщенных паров. В отд, случаях И. о. может исказить результаты опыта; так, при изучении И.о. между в-вами, раствореннымн в воде, нужно учитывать возможность обмена изотопов водорола между исследуемыми в-вами и молекулами воды. 388 Лим.. Неемеииов А.
Н., Раино*ими«. т нм.. М. 1978. Радио к«ивине пилим орм в «инни Основы авода. под рел а Б )тусьммва. 3 иад., М., 8985. О С Б Рео о ов ИЗОТОПОВ РАЗДЕЛЕНИЕ, выделенне одного нлн неск. нзотопов данного элемента нз нх смеси нлн обогашенне смеси отдельными нзотопамн. Основано на различиях в св-вах в-в, молекулы к-рых содержат раза. изотопы одного хнм, элемента (см. )тэатаяиые эффекты). Существуют две группы методов И р. К первой группе относят т. наз. абс. методы-электромагннтный н фотохимический, позволяющие вылелнть в чистом виде к.-л. изотоп нз смеси путем однократной операции, ко второй-методы, в к-рых операцию разделення многократно повторяют.
Элентремагянтный метод основан на зависимости отклонення ионов в электрическом н магнитном полях от отношения ну«8 (т-масса иона, 8-его заряд), т.е. на тех же принципах, что н масгмвекгйраметрия. В-во, содержащее нзотопную смесь. переводнтся в пар, ноннзнруется, затем ионы ускоряются злектрнч. полем н йопадают в разлепят.
камеру, гзе под действием мага. поля, псрпенднкулярного направлению двнження ионов, смесь разделяется на отдельные пучки с одинаковыми значениями м/8)затем пучки собираются в разные прнемннкн. Этим методом можно вылелнть все нзотопы данного элемента, Его применяют для получения малых кол-в изотопов более 50 элементов; впервые этим методом быдо получено неся. кг дав() (1943-45). Недостаткн метода: малая производительность, низкая спепень использования сырья, сложность аппаратуры, большие знергозатраты. Фотохяваячсскнй в<стад (лазерное И.р.) основан на том. что молекулы разного изотопного состава возбуждаются излучением разл. длины волны. Используя монохроматнч. излучение лазера, удается сслектнвно возбуждать молекулы, содержащие определенный изотоп данного элемента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
