ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дополнительная). Полимеры и пластмассы из "Краткий курс физ. химии" Последнее уравнение выражает / как линейную функцию времени (рис. 190). [c.547] Все эти соотношения имеют статистический характер и относятся только к системам из большого числа частиц. При меньшем числе наблюдаются флуктуации. [c.547] Кроме простых расчетов, рассмотренных в примере 194, эти соотношения успешно применяются и для решения более сложных задач, когда данное вещество содержит два или большее число видов радиоактивных атомов. В этом случае линейная зависимость 1д/ от времени большей частью уже не сохраняется. [c.547] Рассмотрим в качестве примера одну из таких задач, когда один из радиоактивных элементов получается из другого. [c.547] Число л/т, в СО временем непрерывно уменьшается, а Л/п. в изменяется по более сложному закону. В начальный момент времени оно равно нулю, затем постепенно возрастает, проходя через максимум, и дальше уменьшается. Характер всех этих изменений зависит прежде всего от соотношения в значениях Х и Х2 и от соотношения начальных количеств элементов А и В. Если в началь- ный момент элемент В отсутствовал, то содержание его всецело определяется числом Л/п,в- Кинетика таких процессов аналогична кинетике последовательных химических реакций ( 196) для частного случая мономолекулярных реакций. Кривые типа кривой Св рис. 160 (стр. 473) могут выражать содержание элемента В для случая, когда в начальный момент он отсутствовал. [c.548] В таких случаях число атомов элемента В, получающееся в единицу времени, равно числу его атомов, распадающихся за то же время, т. е. общее количество атомов элемента В остается постоянным. Это состояние называют иногда радиоактивным равновесием. [c.549] В этом случае удается довольно просто определить по кривой общей интенсивности излучения составляющие, относящиеся к каждому из двух процессов в отдельности. Такая простота обусловлена тем, что каждая из ветвей кривой 1 в крайней своей части относится практически к какому-нибудь одному из этих процессов. Во втором же случае (которого мы рассматривать не будем) соотношения получаются значительно более сложными, так как здесь ни одно из двух веществ не перестает быть источником излучения. [c.550] Это дает возможность определить постоянную разложения элемента В и, пользуясь ею, рассчитать, какую часть в общем излучении в первый период времени составляла радиация, выделяемая элементом В. Вычитая ее из общей интенсивности излучения, можно определить составляющую, вносимую элементом А, и рассчитать отсюда постоянную разложения этого элемента. Это нередко используется для идентификации содержащихся в препарате радиоактивных разновидностей атомов и вместе с тем дает возможность рассчитать относительные количества их в исходном препарате. [c.550] Для радиоактивных элементов, способных распадаться параллельно по двум направлениям, например Кар, соотношение в скоростях этих распадов характеризует относительное содержание продуктов распада, аналогично тому, как это имеет место для параллельных химических реакций ( 196). [c.550] К области фотохимии ( 208) относится рассмотрение химических реакций, возбуждаемых видимым светом или инфракрасными и ультрафиолетовыми лучами, т. е. практически колебаниями с длинами волн от 1000 до 10 ООО А. Энергия этих колебаний примерно 1,2—12 эв. При поглощении этих излучений усиливается вращательное движение молекул или колебания атомов и атомных групп, составляющих молекулу, и могут быть возбуждены электроны наружных оболочек атомов. Под действием излучений с меньшей длиной волны может происходить и отделение наиболее слабо связанных электронов. В отличие от этого, при поглощении рентгеновских лучей, обладающих много большей энергией, возбуждаются или отделяются электроны внутренних оболочек атома. Поэтому химическое действие рентгеновских лучей по своему характеру сильно отличается от действия видимого света или инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. [c.551] Рентгеновские лучи обладают сильным химическим действием, однако химическая специфика его, по-видимому, большей частью обусловлена вторичными процессами. Первичными же являются процессы отделения электронов, часто сопровождающиеся разрушением связей между атомами в молекулах с образованием свободных радикалов и валентно ненасыщенных атомов. Последующие превращения нередко приводят к выделению электромагнитных колебаний ультрафиолетовой области или области видимого света, вызывающих своим действием новые уже фотохимические реакции. Образование же свободных радикалов и атомов может приводить к той или другой цепи последующих превращений. [c.551] Рассмотрим в качестве примера действие рентгеновских лучей на воду и водные растворы. Облучение вполне чистой воды рентгеновскими лучами не приводит к получению каких-нибудь новых веществ, но присутствие примесей растворенных веществ, в частности кислорода воздуха, может существенно влиять на результат. [c.551] В воде во время облучения устанавливается некоторая стационарная концентрация водорода и перекиси водорода, зависящая от интенсивности облучения. Концентрация эта очень мала — порядка нескольких микромолей на литр. [c.552] Присутствие в воде растворенных веществ обычно увеличивает эту стационарную концентрацию. Некоторые растворенные вещества при этом окисляются или восстанавливаются. Органические, вещества могут разлагаться с выделением водорода и углекислого газа. Стационарная концентрация водорода и перекиси водорода повышается, например, при растворении в воде малых количеств бромистого или иодистого калия. Однако выделение брома или иода при этом не наблюдается. [c.552] Возможно, что в некоторой степени происходит и взаимодействие атомов брома с ионами гидроксила с образованием ионов гипобромита ВгО , но последние при вторичных процессах вновь превращаются в ионы Вг . В результате указанных выше превращений и процессов ионы брома регенерируются, но стационарная концентрация водорода и перекиси водорода при этом устанавливается более высокой. По-видймому, подобным же образом действуют и другие растворенные вещества, способные легко окисляться или восстанавливаться. [c.553] Если применять лучи, более богатые энергией, стационарная концентрация водорода повысится и может выделиться свободный водород, а также разложиться перекись водорода с выделением кислорода (это зависит от окислительно-восстановительного потенциала среды). Этот пример показывает, что даже в такой простой системе, как вода и водные растворы бромистого калия, под действием рентгеновских лучей происходит весьма сложный комплекс процессов. В других случаях в реакциях нередко принимают участие и атомы кислорода. Кинетика такого сложного сочетания взаимодействий еще мало изучена. [c.553] Химическое разложение веществ под действием ядерных излучений называется радиолизом. Облучение воды и водных растворов у-лучами или потоком электронов большой энергии, а отчасти и а-частицами производит действие, подобное по характеру действию рентгеновских лучей. В соответствии с тем, что энергия этих лучей или частиц больше энергии рентгеновских лучей, при действии их на чистую воду стационарная концентрация водорода и перекиси водорода выше, чем при действии рентгеновских лучей это приводит в соответствующих случаях к выделению водорода и кислорода. Под действием у-излучения °Со и вызываемого им радиолиза воды индуцируется обмен атомами водорода между водой и растворенным в ней тяжелым водородом, причем характер процесса зависит от pH среды. [c.553] Изучение химического действия излучений с большой энергией привело к открытию ряда интересных соотношений. Естественно, что относительно более простые закономерности наблюдаются для реакций в газах. [c.553] Под действием излучений большой энергии из молекул газа тоже могут образовываться различные частицы — атомы, радикалу, ионы и возбужденные молекулы. Образование радикалов и ионов обычно приводит к вторичным химическим превращениям. Возбуждение же молекул может приводить к вторичным реакциям только при условии, что энергия возбуждения выше энергетического барьера реакции. [c.553] Один из наиболее простых актов первичного воздействия богатых энергией частиц на молекулу состоит в том, что из молекулы вырывается электрон и она превращается в положительно заряженный ион. [c.554] Вернуться к основной статье