А.К. Лаврухина, А.А. Поздняков - Аналитическая химия технеция, прометия, астатина и франция (1113384), страница 61
Текст из файла (страница 61)
!!!. Схема распада изотопа Ггвтв [8] франция с числом нейтронов 125, у которого Е„ минимальна по сравнению с соседними изотопами. Поиски его закончились успешно; в продуктах облучения торин протонами с энергией 350 Мзв в 1950 г. был обнаружен Ргвгв с Е„= 6,4 Мзв и Тти = 19,3 мин. [82]. Основным источником получения этого изотопа являются продукты расщепления ТЬ [30, 40] и [) [22, 23, 29, 90] протонами высокой энергии.
В работе [231 оценены сечения образования изотопов франция с массовыми числами ч'. 220 в процессе расщепления ядер урана протонами с энергией 660 Мзв (рис. 110). Максимальный выход должен иметь агава. Сечение образования агата сравнительно низко (0,2 лтбарн). При расщеплении ядер тория сечение образования Ф,ООО Рг"' должно быть несколько выше. Значительно больший выход Рг"' достигается в реакции Ацтнт (Иеда1 а,3п)Рг"' (65]. Схема распада Рг'" представлена на рис.
111. С помощью магнитного а-спектрометра изучена тонкая структура а-спектра этого изотопа (98] (см. табл. 53). Изотопы с массовыми числами 114 — 116 еще не открыты. Согласно закономерностям а-распада, наименьшим периодом полураспада и наибольшей Е„ облада- Гт. Ртг," (Аск) Ют ИЗОТОПЫ С ЧИСЛОМ НЕйт22м 8 10 87 ~аа ронов (А1) 128.
Для франция им является Рг"' (см. рис. 109). Два соседних изотопа Рг"' и Рта" также Й: 84Я имеют более низкие перио- Ъ '-. 884 ды полураспада по сравнем 889 ЮЪ нию с изотопами с массо- О.Ю" б+ 289 288 выми числами Л ~( 213 и А -,.ж 217 соответственно. 248, В табл. 53 приведены предсказанные для них значения Е„, Для изотопов с массовыми числами 115 7/2.
724 — 221 наблюдается линейный ход зависимости Е„ = =7(А1) (см. рис. 109); в сооттвествиисэтим растути пе- 89 риоды полураспада. Изоб,'г О) топ Рггм — самый легкий О,О./О жеек.м72- бб р -активный изотоп фран- Я/ге 88 ция. Все изотопы с массовыми числами ) 115 получены при расщеплении ядер Рис, 112. Схема Распада иаотопа Ртааа 18] т1 и т]т быстрыми часпща ми; величины сечения образования изотопов при расщеплении урана протонами с энергией 660 Мии лежат в пределах от 1до7мбарн (23). Наиболее детально изучен изотоп Рг"', схема распада которого представлена на рис.
112. Энергетический спектр Р -частиц измерен в работах (78, 91, 119, 120], а у-лучей — в работах (78, 91, 131). На основании эмпирических закономерностей для а-активных изотопов еще в 1950 г. была предсказана возможность а-распада Ргата с энергией 5,5-+0,2 Мив с вероятностью 6.10 ' — 4.10 ' от Р -распада (132). С помощью высокочувствительных фотопластинок а-частицы с энергией 5,34 + 0,08 Мии были обнаружены при распаде Рг"' (49, 115]. Величина отношения а7Р = 6 10 ' (81].
Основным источником получения Рг"' является препарат Ас'а', схема распада которого приведена иа рис. 113. Ртааа образуется в результате а-распада Ас"', составляющего 1,2% от его Р -васпада [11Я. а и Препараты Ас "получаются Кида(тй -) либо из отходов уранового гбргбии производства, либо путем ггт облучения Каина в ядерном гб б гиби Ас ос реакторе по реакции: 1)аааа (и у) Аах(г,ггг) Ъ 779идия Сечение (п, у)-реакции ос на Каааадостаточно высоко (. 51 бар н).
Ага дан[атака г) мии. Ап(яп гтг) били %, ~', 9,9геик. 1 9,9 мин. 1 Т АВА(РВ гтг 488"Ю еек. 1 дмии. 1 —,а А ас'(РО211) О бг иек. АСС(вьг11) 0 ' „ з) д/б миг. А 08 (РЬ 211) Об 'Ю. А и С ( и ] Ф О и ОебййгаиаЪ' 99,7% А с С'. ()1 кот) 4,7бмии. Рис.
113. Радиоактивный ряд актиния 1401 Осиоииоа путь распада покааан жирныин стреикаии Была определена вероятность а- и р -распадов изотопа Каина по схеме (61]: к В- В в и е и и ВЕтп™ -стажа- Асма — тТ1там- Каста - Епяае- Ро"а- Рватс Епта. в- а,тдн. васек, 0,10 сек. 10,4 иас. — 'утеса С этой целью 2 мкюри Каина выдерживали в течение двух недель для достижения равновесия.
Эманацию выделяли из раствора пропусканием азота и охлаждением газа жидким кислородом. После выдержки активный осадок гоастворяли в Н)х]Он и выделяли осадки нитрата бария (для Ка") и перхлората цезия (для Рг"а), которые были проанализированы при помощи толстослойных фотоэмульсий. Во фракции бария была обнаружена небольшая активность, по которой верхний предел отношения а1Р у Каина был оце- нен величиной 2 10. ' —: 3 10 ' в предположении, что период полураспада Ешввв лежит в пределах от 6 мин. до 200 час. Во фракции цезия активность отсутствовала, что свидетельствовало о малой величине периода полураспада Рг"й. В работе 1531 изучены продукты распада Ешвйе, полученного прн облучении ТЬ протонами с энергией 230 Мгв.
Во фракции радия обнаружена а-активность с Т„ = 3,4 дня, во фракции свинца — р-активность с Ть †††10,8 часа. Эти данные подтверждают в соответствии с указанной выше схемой распада Еп йве наличие короткоживущего изотопа Рг"', испускающего 6 -частицы. Нахождение в поироде Детальные исследования продуктов распада природных радио- элементов показали, что изотопы франция являются промежуточными звеньями некоторых йоядов. Так, Рг"' — член актиноуранового ряда (родоначальник 11 "). 1 т природного урана с ненарушенным равновесием содержит 0,2 мг Ас"' и 3,8.
10 'о г Ргй'и. Последняя величина соответствует 0,17 мкюри или 4,65 10е распгмин. Еще в 1940 г. было высказано предположение [1281, что одним из промежуточных звеньев нептуниевого ряда (4п + 1) должен являться изотоп Гг"'. При исследовании продуктов распада 1)йви, полученного облучением ТЬ"' тепловыми нейтронами, был выделен этот изотоп 168, 69). Зная содержание Ырввт в урановых рудах, можно оценить равновесное количество Рг"'.
Оно равно — 10 " г/т природного урана. Короткоживущий изотоп Рг"й является членом ториевого ряда. ПрименеНие франция Несмотря на малую продолжительность жизни, франций нашел практическое применение для определения актиния в природных объектах. Раньше это определение обычно осуществлялось путем измерения активности всех продуктов распада Асйй" после установления равновесия через три месяца.
Перей разработала очень быстрый метод определения актиния по дочернему францию (105, 1061. Франций отделяют от актиния через 3 часа после выделения последнего из природных продуктов и измеряют 8 -активность Рг"'. Этот метод позволяет определять актиний с достаточно хорошей точностью в присутствии других радиоактивных элементов Н11, 1121. Несколько отличный вариант был предложен Лаврухиной с сотр.
1191. Ргййа широко используется в биологических исследованиях 1116 — 1181. Прн изучении распределения Рг, ГсЬ н Сз в разных органах крыс установлено, что почки, печень и слюнные железы относятся к органам, преимущественно накапливающим щелочные металлы. Было показано, что Рг фиксируется также в искусствен- 266 ной саркоме; повышение активности Рг в пораженной ткани проявляется сразу после начала заболевания.
Такой способ диагностики раковых заболеваний без всякого вреда для организма вследствие очень короткого времени жизни Гг"и нли Рг" безусловно весьма перспективен. ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФРАНЦИЯ И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ Франций, подобно другим щелочным металлам, не проявляет способности ни к комплексообразованию, ни к коллоидообразованию.
Адсорбционные свойства Рг' из-за малой продолжительности жизни его изотопов не изучены. По аналогии с Сз", для которого детально исследованы адсорбция на стекле 171, 72, 92), фторопласте-4 и полиэтилене 155, 601, можно полагать, что адсорбция Рг'на ука. ванных поверхностях из водных растворов с рН 4 — 11 будет незначительной. Показано также, что адсорбция Сз"т на поверхности полипропилена значительно ниже, чем на покровном стекле и боросиликатном стекле пирекс 1591.
По-видимому, франций будет проявлять аналогичные свойства. В отличие от многих искусственных элементов (Рц, Ыр, Тс, Ргп и др.) францнй вследствие отсутствия у него долгоживущих изотопов не может быть получен в весовых количествах. Поэтому все химические н физические свойства франция изучены на чрезвычайно пл Щ5( ы Ю0,0( " Р515 в, ~х 50У й 45(г й 0 50 200 г'50 200 г50 500 темлергмург, /Г Ряс. 114. Зависимость теплоемкостя я энтропия гало- генидои франция от температуры 1161 Кривые теплоемности ивобрвыены штриховой линией, нривые энтропии — сплошной линией.
à — РгР, 2 — Рго!, 2— Ргвг, и' — Ргг, б — Ргйс Таблица 54 [окончание) Таблица 54 Константа Величина Величина Константа 127,0 105,7 113] 94,1 2,77[27]; 2,8[10]; 2,9 [291 1,78 [41]; 1,8[29, 48]; 1,81 [27] 3,72[291; 3,83[1291; 4,0[27, 62] — 20,68 [27]; — 21,5~0,7 [62! 0,7 [2, 27, 29! — 3,09 [29] 2,48 [29]; 2,4 [27] 8,0 [29]; 20~1,5[27] 620[29]; 640 [27! 117,0 100,2 [13! 75,0 593 [27]; 615 [29] 577 [27]; 590 [29] 575[29]; 590 [271 560 [29]; 600 [27] 41,6 43,4 45 3 [13] 42,5 1092 [27]; Н50 [29] 1223[271; 1275[29] 1250[271; 1270[29] 1250 [29]; 2155 [27] 24,3 [27, 42] 37,4[27]; 37,5[42] 40,2 127]; 40,4 [42! 42,2 [27, 42] 42,7 [27]; 42,8[42] 47,4 127]; 47,5 [42] 49 0 [42]; 49,3[27] 54,9 [42]; 55,3 127] 60,6 [42]; 61,0[27! 81 [27] 71[27] 68 [27] 60 127! 56 [27] 82,6 [13]; 125 [27! 55,8 [13]; 105 [27] 44,4 [131; 95 127] 33,9 [131; 83 [27] 166 [29]; 167,4 127]; 169,2 [14] 147[29]; 148 [27]; 149,6 [14] 140 129]; 144,4 [14]; 145 [27! 133 [29]; 136,8 [14]; 137[27] 269 Термодинамические характеристики франция и его соединений Атомный радиус, тта .
Ионный радиус, /а. Ионизационный потенпнал атома, зг Ионизациоииый потенциал иона, зг Электроотрицательность Нормальный злектродный потенциал,в Плотность металла при 20' С, г/сма Температура плавления, 'С Температура кипения, 'С Температура плавления, 'С РгР . РгС!. РгВг Рта Температура кипения, 'С РГР . РГС! РгВг РГЛ Степень ионности связей [по Сандер-; сену) РГР ° РГС! РгВг РГД . РгОН . Теплота образования, акал/моль РгР . РГС! . РгВг РГЛ Энергия кристаллической решетки, клал/мель РгР .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
