Г. Юинг - Инструментальные методы химического анализа (1115206), страница 96
Текст из файла (страница 96)
и о О В Ф О Ю Ом аа :., Ю \ О О О Ю О Ю и и $ С'4 Ю О О О Р,й 524 Глава 24 Ядерно-физические методы 525 30 элементов, для которых этот эффект наблюдался, и еше примерно 20 элементов, для которых он возможен, однако со многими из них трудно работать, в частности, из-за малой распространенности ответственного за сигнал изотопа. Тем не менее значение в химии ге, )ч(1 и Зп обусловливает включение мессбауэровской спектроскопии в список инструментальных методов анализа. й 0,90 н н е,мп о,т -э -3 — з -1 о 1 2 3 я смсрасть, мну Рис. 24-12. Мессбауэровские спектры шести образцов лунной породы и пыли, на которых видно различное соотношение нет)Оз и пироксеиа (железосодержащего силикатного минерала).
Цифры обозначают отдельные образцы (23). рованный с генератором управляющих двигателем команд. Это обеспечивает соответствие между каналом и узким интервалом скоростей. На встроенном осциллографе отображается зависимость отклика от скорости перемещения источника. На рис.
24-12 представлены мессбауэровские спектры нескольких образцов лунных пород 123]. Путем сравнения со спектрами известных пород идентифицированы два минерала железа. Для соединений или сплавов, содержащих элементы, к которым метод чувствителен, мессбауэровскне спектры могут давать инфармацию о валентном состоянии и кристаллической структуре, но таких немного. Напбольшее количество исследований выполнено с зтРе, а'% и ыэЗп.
Существует около Меры предосторожности Применяемые в работе с радиоактивными индикаторами небольшие количества активных материалов обычно не представляют такой радиационной опасности, от которой трудно защититься. Изотопы, являющиеся источниками а- и й-излучения, можно хранить в обычных стеклянных или металлических емкостях, однако при работе с ними следует пользоваться щипцами и надевать резиновые или пластиковые перчатки. Для гамма-излучателей нужна более надежная защита, например слой свинца в несколько сантиметров (толщина слоя зависит от энергии излучения данного изотопа). Набирать жидкость в пипетку, засасывая ртом, вообще нежелательно; при работе с активными растворами это категорически запрещается.
В лаборатории следует иметь дозиметр для контроля за уборкой случайно «разлитой» активности. Вообще <разлитая» активность часто опасна не столько для человека, сколько загрязняет лабораторию (резко возрастает фон). Большинство применяемых в эксперименте радиоактивных индикаторов не опаснее нитрата серебра. Требования техники безопасности не являются очень строгими, за исключением некоторых случаев.
Конечно, при работе с большими, чем следовые, количествами радиоактивных веществ необходимы более серьезные меры предосторожности; с ними можно ознакомиться в литературе 11). Отметим, что для хранения и работы с радионуклидами требуется разрешение соответствующих органов.
Задачи 24-1. О «совпадениях» говорит как о положительном явлении прн обсужлеиии сцннтилляционных счетщпгов и как о нежелательном — в статистике. Объясните, почему этот парадокс кажущийся. 24-2. Ионизациоиная камера, заполненная воздухом под атмосферным давлением, обеспечивает пробег 8 см ().частицам, испускаемым источником умеренной мощности (1000 распадов в минуту).
Геометрическая эффективность 50 %. Известно, что 5-излучение образует 1О пар ионов на 1 мм пробега в воздухе. Рассчитайте силу протекающего тока (зарнд электрона равен 1,6 1Олм Кл). 526 Глава 24 24-3. Методика одновременного определения (/ н Т]1 в минералах [23] включает 1) измерение суммарной радиоактивности (/ и Т]т и 2) определение отношения О/Тй с помощью рентгеновской эмиссионной спектроскопии. Суммарная активность выражается в урановых эквивалентах, т.
е. как количество (] в урановой смолке, дающего ту же активность, что и образец. Отношение Т]/О определяют по отношению высот соответствующик рентгеновских пиков ТЬЕа и Ш,а. Содержание (] иТЬопределяютизсоотношеиияк+0,2хр=ураповый эквивалент (в %), Здесь х — массовый процент Ц а у — отношение Т]о/(] по массе. Для используемого счетного устройства ! То уранового эквивалента соответствует счету 2100 нмп./мин (фон вычтен). В применении к образцу монацитового песка массой 1,000 г счет, согласно стандартной методике, составил 2780 имп./мии (фон вычтеи). Относительная высота пиков— 72,3 для Т]15а и 1,58 для Ойа, Рассчитайте содержание (в % по массе) (]н ТЬ в образце. 24-4.
Методом изотопного разбавления определяют содержание пенициллина в смеси. К образцу добавляют 10,00 мг радиоактивного пенициллина (активность 4500 имп/мин иа ! мг). Из смеси наделяют 0,35 мг чистого кристаллического пенициллина с удельной активностью 390 пмп./мин на 1 мг (фон вычтен). Каково содержание пенициллина (в граммах) в пробе? 24-5.
Согласно методу обратного изотопного раэбавлсяая добавляют и грамм неактивного вещества к пробе, содержащей йг грамм определяемого активного вещества (удельная активность Зо). Вещество выделяют в чистом виде, взвешивают н нзмериют активность. Покажите математически, что уравнение (24-6) применимо и в этом случае, 24-6. Описана [25] методика определения продуктов окисления пропака с помощью обратного изотопного разбавления.
Окисляемый образец был обогащен пропаном, меченным иС. Среди продуктов найдено значительное количество активного 2-пропанола. К смеси продуктов добавляли отмеренное количество неактивного 2-пропаиола и каким-либо подходящим методом извлекали часть спирта. Получены следующие данные (мкКи — микрокюря, единица измерения активности): 1О ммоль 72,8 мкКи/лшоль 16 ммоль 5,8 мкКи/моль Количество активного про- пана Удельная активность образ- ца Добавка неактивного пропа. иола Удельная активность пропа- нола Рассчитайте процент превращения пропана в пропанол.
24-7. При изучении растворимости малорастворимых солей для определения оксалата в концентрациях порядка 10 — ' в', использовали осаждение "СаС10,. Рассчитайте содержание оксалата в пробе (в частях иа миллион), исходя нз следующих данных. Стандартный раствор содержал 0,680 М 1'СаС11 С уДельиой активностью 1'Са 20 000 имп./мин (фон вычтен). К 100 мл анализируемого на оксалат образца добавляли 5,00 мл стаадартного раствора. Осадок не выпадал, но появлялась слабая' муть.
Добавляли несколько капель реС!оп подщелачивали ЫНо, чтобы осадить Ре(ОН)1. Осадок собирали на бумажном фильтре (с отсасыванием), промывали, сушили и измеряли активность, Из предыдущих экспериментов было известно, что эффективность счетного устройства 30%. Для достижения заданного уровня в 6000 импульсов потребовалось 18,60 мин, Фон составлял 150 ими. за 5 мин. (Учтите, что активность стандартного раствора дана без поправки иа эффективность). Ядерно-физические методы 527 24-8.
С помощью счетчика Гейгера измеряли []-излучение, Допустимая погрешность составляла ш! %. Для образца и фона каждые 5 мин выполнялись такие отсчеты: Время, мин 0 5 10 15 20 25 ЗО Фон, имп./мин 0 127 249 377 502 672 793 Образец, имп./мин 0 2155 4297 6451 8602 10 749 12 907 а) Сколько потреб>ется времени, чтобы погрешность могла снизиться до допустимой) б) Сколько времени следует измерять фон'. в) Какова в действительности величина счета (в имп,/мин) и ее разброс) 24-9.
С помощью нейтронно-активационного анализа определяли следы Ац и Уп в сплавах. По справочникам были найдены такие данные (сюда включены также Сб, 1п, Си и Аи, так как они могут присутствовать в сплаве): Продукт Г стествея. яяя роспроотрв- яеявость, и Реакция Период Ряяяооктявпаяурвопядя вость о ов еп проврощяятоя вя 99 ч в Еп я яя 1 и в иотяотвбяяы1ма ~~хо, оо Ая — во 99п в ' Ая я яя Ои в' ЩАя. После облучения нейтронами образец иа ЗО сут помещали в автоматическое счетное устройство, которое измеряет общую активность через каждые 2 ч.
После этого образец растворяли, добавлялн в качестве носителей неактивные перхлораты АР и Хп. Раствор подвергалп электролизу, чтобы выделить серебро и цинк, и определяли их активность. а) Какие изотопы фактически используются для определения АЗ и Епр б) Отметим, что и иоСд, и 'а1п после активации нейтропами могут дать ~ныАЗ, что служит потенциальным источником ошибок.
Объясните, как можно с помощью кривой распада'аСд скор. пектировать данные яа присутствие и'Сб. Как устранить мешающее влияние а!п? в) Что означает т в символах 'миА8 и " Хп? г) Как вы считаете, могут ли мешать определению ядерные реакции Си и Аи типа (л, д) и (и, а)? Объясните почему. д) оопп и отан способны к захвату нейтронов, однако не становятся радиоактивными. Объясните зто. оопп (л ыХп (и Отти (л аХп (и (и, тоун (И 191А8 (л тыАЗ (и 1ыАЗ (и "оСб (л ПЧп (и, "11п (л, вди(„ "Си (л ооСи (л Т)оо7п 7)отЕп Т)ооЕп Т)воЕп Т)оощХп Т] "7п Т) 1ооАЗ Т)11одй Т)110 Аь Р)119~АЗ а)м "Сд Т]11отдй Т)11в!п ТРовди Т]ооСи 7]овСи 48,9 27,8 4,1 18,6 18,6 0,62 51,8 48,2 48,2 12,4 28,9 4,28 95,7 100,0 69,1 30,9 244 сут Стабилен 58 мин 13,9 ч 2,4 мин 2,42 мии 24,4 с 253 сут 253 сут 53,5 ч 253 сут 14 с 2,69 сут 12,9 ч 5,10 мии ЭЗ, 8 ЭЗ, [] 528 Глава 24 Литература 1.
Рггейалйет б., Келлейу У, 57., Массаз Е. $,, МП!ет У. М., Хис1саг апй КагйосьевЫгу (зй ей.), йг!!еу-1п!егзс!епсе, Хсчч "согЬ, 198!. 2. Наал К. У., 1п биЫе 1о Асцчабоп Апа1узнь ! уоп %. $. (ей.), ч'ап Хоз1гапй, Рг!псе!оп, 1964, р. 63. 3, Ноггосьв б. Ут Арриса!шпв о! Ь(яи!й $ссепш!а!!оп Соипнпк, Асайев!с Ргевв, Хесч с'огЬ, 1974. 4. Оазера Р. У., !п!гойисцоп !о Хис!еаг Кашацоп ))е!ес!огз, Р1епшп Ргевя, Хесч Уог1с, 1975. 5.
См, [1, сЬ. 9). 6. См. [3. сЬ. 18). 7. Коза 57. А., Мип!сЬаппе! Апа!увегз. 1п 1пв1гшпеп!абоп !и Арр1!сй Хис1саг СьевЫгу, Кгияегз й. (ей.), Р!епшп Ргезв, Хесч Тогк, 1973. 8. Сосен 6. Р., Апа!. СЬев., !959, ч. 31, р. 1785. 9. Еейй(гоге б. 5т., Хешгоп АЬзогрпоп апй $сапег!пп Тесьп!Чаев о1 Апа. 1уя!в, 1и Тгеанве оп Апа!у!!са1 СЬеппв(гу, КоПЬоп 1. М., Е1ч!пя Р. У., ьапйси Е. В, (сйя.), р1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
