ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обзор физических свойств водорода и его изотопов из "Выделение дейтерия из водорода методом глубокого охлаждения" Существуют три изотопа водорода, имеющие массы 1, 2 и 3, — протий, дейтерий и тритий. Протий и дейтерий стабильны, тритий радиоактивен. Природный водород является смесью протия и дейтерия, содержащей дейтерия 1,3-10 ч- 1,6-10 молярных долей в зависимости от происхождения водорода. Тритий получается искусственно при помощи ядерных реакций. Естественное содержание трития колеблется от 0,4 до 67 атомов на 10 атомов Н в зависимости от происхождения водорода [46]. [c.23] Изотопы водорода образуют шесть различных изотопических молекул Нг, НО, Вз, ИТ, Е)Т и Т . [c.23] Молекулы На, В, и Тг могут находиться в орто- и парасостояниях, отличающихся друг от друга ядерньши спинами. Орто-пара-состав зависит от температуры. При нормальных условиях водород и тритий содержат 25% пара- и 75% орто-модификации, дейтерий 33% пара- и 67% орто-модификации. Повышение температуры выше комнатной не меняет равновесный орто-пара-состав. Понижение же температуры изменяет его. При 20° К водород, а при 5° К и тритий находятся практически полностью в пара-состоянии дейтерий при 7° К находится полностью в орто-состоянии (рис. 5). Самопроизвольное установление равновесного орто-пара-состава водорода при низких температурах происходит достаточно медленно — в течение нескольких суток [49]. [c.23] Изменение концентрации пара-водорода и доля водорода, сохранившаяся при самопроизвольном орто-пора-превращении в жидком водороде, показаны на рис. 6 на основании данных из работ [49, 501. [c.24] Установление равновесия можно ускорить катализаторами активированным углем, никелем, нанесенным на инфузорную землю [47], окисью железа, окисью хрома и др. [51 ]. [c.24] Орто-пара-состав, полученный при низких температурах, устойчив и при нормальных температурах сохраняется в течение длительного времени. Восстановить равновесие можно нагреванием газа до 700—800° С. Восстановление равновесия ускоряется металлическим катализатором (платина, никель, вольфрам). У трития равновесие восстанавливается под воздействием радиоактивного распада. Теплота перехода из одного состояния в другое весьма значительна (см. П. I). [c.24] например, превращение 1 кг-мол нормального водорода в пара-водород при температуре 20,4° К сопровождается выделением 252 ктл тепла. Для сравнения укажем, что скрытая теплота конденсации водорода в этих условиях составляет 216 ккал1мол. [c.24] Давление насыщенных паров понижается с повышением молекулярного веса изотопических молекул. и НТ обладают одинаковым молекулярным весом и практически одинаковой упругостью паров. [c.25] Зависимость давления насыщенных паров от температуры дана на рис. 7. Кривые для На (1), (2) и (3) построены по данным [52 ], кривые для НО (4) и ВТ (5) — по расчетным данным [53 ]. [c.25] Уравнения, связывающие давление насыщенных паров с температурой, приведены в П. IV. [c.25] Критические параметры изотопических молекул водорода приведены в П. II точка нормального кипения и тройная точка в П. III. [c.25] По расчетам [47 ], теплота испарения пара-водорода должна быть на 0,65% меньше теплоты испарения нормального водорода, в то же время теплоты плавления пара-водорода и нормального водорода практически совпадают. [c.25] Подсчитанная скрытая теплота испарения В2 при абсолютном нуле равна 276 кал1мол скрытая теплота испарения Hg для таких же условий равна 183 кал/мол. [c.25] На рис. 8 и 9 даны Т — 5-диаграммы для водорода [62]. [c.29] Вязкость, теплопроводность и другие физические константы водорода приводятся в П. УИ—XV. Вязкость смеси газообразных На и НО при 20,4° К линейно изменяется с изменением состава [76]. [c.29] Вернуться к основной статье