М.И. Афанасов, А.А. Абрамов, С.С. Бердоносов - Основы радиохимии и радиоэкологии (Сборник задач) (1133854), страница 17

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

Коэффициент регистрации φ = 0,2.86. Установите, можно ли определить точное значение растворимостигидроксида железа(III) в воде при 25оС, если его растворимость равна~5107 г/мл, а для получения Fe(OH)3 предполагается использовать FeCl3,меченный 59Fe. В продаже имеются растворы 59FeCl3 с содержанием ионаFe3+ 3 мг/мл и объемной активностью 400 МБк/мл. Оптимальный объемпробы жидкой фазы для измерения радиоактивности раствора 5 мл.Регистрацию излучения предполагается проводить с помощью счетчика,толщина стальных стенок которого составляет 60 мг/см2, в условиях, когдагеометрический коэффициент равен 0,1, а поправочные коэффициентыобратного рассеяния и самоослабления равны 1. Минимальная скоростьсчета каждой пробы (без фона) должна составлять 100 имп/мин.

Ответподтвердите расчетами.87. Для определения растворимости ВаСО3 в воде нужно синтезировать 100мг карбоната бария, меченного 140Ва. Регистрируемая удельная активность140ВаСО3 должна составлять 2108 имп/(минг). В наличии имеется раствор140ВаCl2 без носителя с объемной активностью 1ТБк/мл. При измерениирадиоактивности проб коэффициент регистрации φ = 0,2. Какой объемисходного раствора 140ВаCl2 требуется для синтеза нужного осадка?88. Давление насыщенных паров IBr определяли статическим методом,регистрируя радиоактивное излучение 131I, проникающее через стенкинагревательной печи.

Калибровку прибора (определение зависимости междурегистрируемой детектором радиоактивностью пара и концентрацией иода впаре) проводили с помощью элементарного иода, меченного 131I. В ходеопытов на дно стеклянной ампулы помещали порцию кристаллов иода иизмеряли скорости счета, отвечающие давлениям насыщенного пара надтвердым иодом при 60,2, 70,5 80,5 и 91,1С, которые оказались равны,соответственно, 67, 126, 217 и 397 имп/c (без фона; излучение от твердойфазы полностью поглощалось защитным экраном). Из литературы известно,что пары иода состоят только из двухатомных молекул, а зависимостьдавления насыщенного пара над твердым иодом от температуры в интервале298-368 К описывается уравнением lgp = 8,884 – (2843/T), где температура Тв К, давление р в мм рт.ст.В ходе дальнейших опытов в ту же ампулу помещали количество брома,превышающее то, которое необходимо для количественного превращенияиода в IBr.

Для того, чтобы полностью превратить иод и бром в этосоединение, ампулу 10 ч нагревали при 50С. Образовавшийся IBrконденсировали на дне ампулы и ампулу помещали в печь в том жеположении, в котором проводили опыт с чистым иодом. Скорости счета,отвечающие равновесию пар - конденсированная фаза при температурах7938,2, 46,1 и 65,9С, оказались равны, соответственно, 172, 274 и 589 имп/с (врезультаты введены поправки на фон и радиоактивный распад атомов иода131). По полученным данным рассчитайте давление паров IBr при трехуказанных температурах.

Пары над IBr в условиях опыта состоят только измолекул IBr, и их диссоциация на бром и иод в условиях избытка паровброма пренебрежимо мала.89. Для определения плотности пара иода использован препарат иода,меченный 131I, с удельной активностью 10 МБк/г. Согласно полученнымрезультатам, радиоактивность паров иода, содержащихся при температуреопыта в 12 см3 паровой фазы, равна 630 имп/мин (фон составляет 30имп/мин). Коэффициент регистрации радиоактивности равен 0,05. Каковаплотность паров иода в условиях эксперимента?90. Для изучения самодиффузии атомов Cu на чистую поверхность мединанесли электролизом тонкий слой меди, содержащий атомы 64Cu. Образецв течение 4,1104 c выдерживали при 1336 К, а затем измеряликонцентрацию радиоактивных атомов в слоях, расположенных наразличных расстояниях от поверхности.

Результаты измерений (приведенык одному моменту времени) указаны в таблице. Глубина снятых слоевзначительно меньше толщины использованного образца меди (1,2 см).Поэтому можно считать, что в данном эксперименте имела место диффузияв полубесконечный слой. Рассчитайте коэффициент самодиффузии атомовмеди при 1336 К.Глубина слоя, l·102, смУдельная активность слоя, имп/(минг)1,57502,05402,73203,31804,4455,51091. Капиллярным методом с использованием радионуклида хлор-36определяли коэффициент самодиффузии хлорид-ионов в 1 моль/л водномрастворе LiCl при 15оС. Длина использованного капилляра 2,20 см,начальная активность раствора в нем 8000 имп/мин.

Опыт продолжали 30 ч,активность раствора в капилляре по окончании опыта 3190 имп/мин (врезультаты измерения активности введена поправка на фон). Найдитезначение коэффициента самодифузии хлорид-иона.92. Капиллярным методом с использованием радионуклида 36Cl предстоитопределить коэффициент самодиффузии хлорид-ионов в 0,5 моль/л водномрастворе CsCl при 30оС. Рассчитайте минимальную продолжительностьопыта, если предполагаемое значение коэффициента самодиффузии 2105см2/с, а в распоряжении имеются капилляры длиной 25 мм.93.

Капиллярным методом предполагается определять коэффициентысамодиффузии галогенид-ионов в водном растворе. Имеются капиллярыдлиной 0,8 и 4,2 см. При использовании каких капилляров минимальная80продолжительность опытов будет меньшей? Во сколько раз? По какимсоображениям может оказаться необходимым использование капилляров,работа с которыми требует больших затрат времени?94. В среде 0,5 моль/л HCl при 25оС коэффициент диффузии иона,содержащего полоний, оказался равен 9,2106 см2/с.

Определите заряд иона,если его подвижность равна 7104.95. В 50 мл насыщенного при 20оС водного раствора PbI2 внесли 0,53 гхорошостабилизированного(практическинеспособногокперекристаллизации) осадка PbI2. Затем в раствор добавили 1 каплюраствора K131I без носителя, активность которой 4105 имп/мин. Жидкости сосадком перемешивали и каждые 5 мин определяли удельные объемныеактивности раствора, которые оказались равны (в порядке отбора проб):6800, 6340, 6018, 5950, 5964, 5947, 5942 имп/(минмл) (без фона).

Считая,что изменение активности раствора связано с поверхностным изотопнымобменом, в котором участвует только один поверхностный слой осадка,оцените его активную удельную поверхность. Плотность PbI2 равна 6,16г/см3, а растворимость при 20оС в воде – 6,3104 г/мл.96. Для определения относительной удельной поверхности осадка Ce(IO3)4использовали 100 мл насыщенного при 20оС водного раствора этогосоединения, содержащего радионуклид 141Ce, с объемной активностью 5600имп/(мин.мл). В раствор внесли 0,35 г стабилизированного осадка Ce(IO3)4и далее суспензию перемешивали. Каждые 10 мин отбирали пробы жидкойфазы объемом 0,2 мл и определяли по результатам измерений ихрадиоактивности удельную активность раствора.

При этом были полученыследующие результаты (с учетом фона, в порядке отбора проб): 4800, 4600,4450, 4400, 4365, 4331, 4355, 4323 и 4315 имп/(минмл). Приняв, что впервой (быстрой) стадии обмена участвуют только ионы церия, входящие вповерхностный монослой частиц твердой фазы, определите относительнуюудельнуюповерхностьиспользованногоосадка.Прирасчетахо4растворимость Ce(IO3)4 в воде при 20 С примите равной 1,510 г/мл.97.

При нагревании до 120-150оС смеси безводных порошков FeCl3 и ZrCl4образуется FeZrCl6 и отщепляется хлор. Для того чтобы выяснить, от какогоисходного соединения при этом отщепляются атомы хлора, использовалисмесь 0,02 моль FeCl3, меченного 36Cl, с общей активностью 12000 имп/мин,и 0,024 моль нерадиоактивного ZrCl4. Радиоактивность полученногопрепарата составила 7885 имп/мин.

Какой вывод о механизме реакцииможно сделать на основании полученного результата?98. Имеется меченный хлором-36 препарат хлорида калия с удельнойактивностью 0,6 МБк/г. Предполагается сначала получить из него меченный81радионуклидом газообразный хлор, а потом с помощью этого хлора ипорошка железа приготовить препарат трихлорида железа. С какоймаксимальной удельной радиоактивностью (MБк/г) можно приготовить этотпрепарат?99.

При изучении термогидролиза безводного хлорида алюминияиспользовали AlCl3, меченный 36Cl, с удельной активностью 8700имп/(минмг). После проведения при 250оС термогидролиза оказалось, чтоактивность 3,8 мг полученного твердого продукта составляет 1653 имп/мин.Какая доля связей Al – Cl подверглась гидролитическому расщеплению?100. Определение чисел переноса ионов в 100%-ой серной кислоте,меченной радионуклидом 35S, проводили в электролитической ячейке, зоныанода и катода которой были отделены от центральной зоны пористымиперегородками. До начала электролиза в зоне у анода содержалось 0,125моль, а в зоне у катода – 0,110 моль серной кислоты. Исходная объемнаяактивность в центральной зоне ячейки 8250 имп/(минмл).

В ходеэлектролиза через ячейку было пропущено 600 Кл электрического тока.После завершения электролиза удельные активности в анодной и катоднойзонах составили (с учетом диффузии) соответственно 8 и 211 имп/(минмл).Так как перенос радионуклида 35S из центральной зоны в анодную икатодную зоны был незначительным, можно считать, что объемнаяактивность серной кислоты в центральной зоне оставалась все времяодинаковой. Определите числа переноса катионов и анионов, принимающихучастие в электролизе.101.

Для определения числа переноса аниона в 0,132 моль/л водном32раствореН3РО4,меченнойрадионуклидомР,использовалиэлектролитическую ячейку, описанную в предыдущей задаче. До началаэлектролиза в анодной зоне содержалось 20,65 ммоль Н3РО4, а объемнаяактивность раствора в центральной зоне электролитической ячейкисоставляла 5000 имп/(мин.мл). В ходе электролиза через ячейку былопропущено 620 Кл электрического тока.

После завершения электролизаобъемная активность раствора в анодной зоне стала равна 100 имп/(мин.мл)(с учетом поправки на диффузию). Определите число переноса аниона,считая, что в ходе электролиза удельная активность раствора в центральнойзоне ячейки практически не меняется.82ОТВЕТЫ и РЕШЕНИЯРаздел I.1. 782 кэВ2. 18,6 кэВ3.

В данном случае распад примерно 5% ядер не сопровождается –излучением(см. схему распада). Максимальная энергия -частиц (или антинейтрино) равнаэнергии ядерного превращения: E,max= 1,259257103931501=1173 кэВ.4. 9,8 МэВ5. Энергия, выделяемая при +-распаде, определяется энергетическимэквивалентом разности масс покоя ядер и энергией массы покоя пары электронпозитрон.

E+,max = 4,35748103931501 1022 = 3037 кэВ.6. E+,max = 3,92162757103931501  1157 1022 = 1474 кэВ7. Ея.п = (MRnMPoMHe)931501 = 5590 кэВ. Е = Ея.п.  ER = 5490 кэВ8. E+,max= (m2me)931501 = 1199 (кэВ); me – масса покоя электрона (позитрона).9. 960 кэВ.10. E+,max= 1870-1022 = 848 (кэВ); E-,max= (МBr – MKr)931501 = 2006 (кэВ);Энергия нейтрино Е = 1870-666 = 1204 (кэВ)11.

Характеристики

Список файлов книги