ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрохимия радиоактивных элементов Текстер Некоторые особенности электрохимии радиоактивных элементов из "Радиохимия и химия ядерных процессов" Определение радия в растворах, полученных в результате отделения осадка тремя различными методами, дало практически совпадающие значения растворимости сульфата радия 4-10 г в 100 мл воды при 25°, что приблизительно в 70 раз превышает значение, полученное в опытах С. Линда. [c.125] Это показывает, что в его опытах потеря сульфата радия вследствие адсорбции на фильтре составляла более 98%. [c.126] В других работах также были получены результаты, указывающие на возможность значительных потерь радия вследствие адсорбции его на фильтрах и на стекле. Так, даже в случае слабокислого раствора бромида радия при концентрации последнего 5-10 г/мл адсорбция на стенках стеклянной посуды может достигать значений порядка 70%. [c.126] Особенно большие трудности возникают при работе с очень разбавленными растворами полония, не содержащими удерживающего носителя (например, теллура). В этом случае возможны потери полония вследствие адсорбции на поверхности посуды, пипеток и т. д. Так, например, по данным Г. Ленг [18] адсорбция полония на стеклянной поверхности из 1 н. азотнокислого и нейтрального растворов составляла соответственно 9,6 и 21,1%. При некоторых условиях адсорбционные процессы приводят к еще большим потерям этого элемента. Например, контакт раствора полония с пергаментом, а также фильтрование через бумажные фильтры могут привести к потере более 50% Ро. Присутствие в растворах частиц случайных загрязнений также может вызвать адсорбцию полония на этих частицах, которые ведут себя как псевдорадиоколлоиды и существенным образом влияют на поведение полония при различных физико-химических процессах. [c.126] Из приведенных примеров становится ясно, что строгий учет разнообразных адсорбционных процессов является одним из необходимых условий, обеспечивающих правильность результатов радиохимических исследований. [c.126] Вместе с тем, существуют обширные области полезного применения адсорбционных процессов. Так, например, процесс первичной обменной адсорбции был использован для выяснения вопроса о механизме достижения равновесия при распределении микрокомпонента между твердой кристаллической фазой и расплавом. [c.126] ИСХОДЯ ИЗ предположения, что диффузионные процессы не играют заметной роли, либо считая, что диаметры кристаллов, определенные под микроскопом, не соответствуют истинным величинам (наличие в кристаллах трещин, капилляров и т. д.). В связи с этим оказалось необходимым определение истинных размеров кристаллов более надежным способом. В качестве такого способа был избран метод, основанный на использовании первичной обменной адсорбции. Результаты опытов показали полное совпадение размеров кристаллов, полученных путем адсорбционных (радиометрических) и микроскопических определений. Отсюда стало ясно, что механизм достижения равновесия в системах твердая фаза — расплав, как и в системах твердая фаза — раствор, заключается в перекристаллизации твердой фазы [19]. [c.127] Особенно многочисленны примеры применения процессов вторичной обменной адсорбции на осадках гидроокисей и некоторых других соединениях, обладающих сильно развитой поверхностью. Адсорбционные процессы на осадках гидроокисей металлов используются для приготовления так называемых высокоэманирующих препаратов радия, радиотория и актиния, представляющих собой гидроокиси тория и лантана, на высокоразвитой поверхности которых адсорбированы указанные радиоактивные элементы. Эти препараты замечательны тем, что при обычной температуре практически количественно выделяют образующуюся в них эманацию. [c.127] Адсорбционные явления находят чрезвычайно широкое применение в препаративной химии искусственных радиоактивных элементов. Методы, основанные на использовании вторичной обменной адсорбции, позволяют выделять без носителя большое число радиоактивных изотопов, получаемых с помощью различных реакций. Так, например, отделение изотопа хрома, получаемого по реакции У Цй,2п) Сг от вещества мишени и радиоактивных загрязнений (изотопы титана и скандия) осуществляется с помощью адсорбции на гидроокиси железа. Аналогичным образом осуществляется выделение радиоактивного изотопа марганца, получаемого по реакции Сг52( , 2п)Мп [20]. [c.127] В последние годы, в связи с развитием ядерной энергетики, адсорбционные процессы находят все более широкое применение для обезвреживания отработанных промышленных растворов. В качестве адсорбентов применяют активированный уголь, активированный кремнезем, разного рода глины и пемзы. Для увеличения эффективности очистки часто прибегают к использованию процессов флокуляции, сочетающих адсорбцию и механический захват частиц радиоактивных загрязнений. Осуществление этих процессов обычно сводится к добавлению в очищаемый раствор таких реагентов, как сульфат алюминия, хлорид железа, фосфат натрия, окись кальция. Образующиеся при этом труднорастворимые гидраты или фосфаты алюминия и железа обладают сильно развитой поверхностью и способны интенсивно захватывать радиоактивные загрязнения, присутствующие в растворе. Опыт работы Окриджской лаборатории показывает, что подобные циклы очистки могут привести к удалению до 99% всех радиоактивных загрязнений [21]. [c.128] Рассмотрим некоторые специфические особенности поведения радиоактивных элементов при электрохимических процессах для макро- и микросистем. [c.129] Для макросистем существенная особенность заключается в большой активности электрода или раствора, вызывающей целый ряд радиационных эффектов (ионизацию, окисление и т. д.), которые нарушают нормальный ход химического процесса. Так, например, для многих радиоактивных элементов оказывается невозможным непосредственное измерение потенциала электрода в растворе его ионов. Попытка М. Гайсин-ского [1,2] измерить потенциал электрода Ро Ро + окончилась неудачей. Потенциал полониевого электрода, приготовленного путем многослойного электролитического покрытия этим элементом небольшого золотого электрода, в растворе ионов Ро оказался нестабильным, что, по-видимому, объясняется окислением полония под действием собственного излучения. [c.129] С раствором. Каждое из отмеченных явлений может в значительной степени маскировать и изменять нормальный ход реакции. [c.130] Поэтому при использовании электрохимических методов для исследования или разделения радиоактивных элементов необходимо убедиться в том, что мы имеем дело с их истинными растворами. Для этого следует исключить явления коллоидообразования и адсорбции, а также учитывать возможность изменения природы иона радиоактивного элемента в зависимости от состава раствора. [c.130] Непосредственное измерение потенциала электрода для микросистем, например Bi раствор RaE в 0,1 М НС при с аЕ- 10 М, в подавляющем большинстве случаев невозможно. Потенциал на границе металл — раствор для таких систем будет определяться не концентрацией ионов радиоактивного элемента в растворе, а другими составляющими системы, относительно которых электрод не индифферентен (например, ионами растворителя, растворенным кислородом и др.) в большинстве случаев активные концентрации этих составляющих на много порядков превышают концентрацию ионов радиоактивного элемента. По этой же причине потенциалы осаждения радиоактивного элемента из крайне разбавленных растворов не могут быть найдены путем снятия обычной поляризационной кривой плотность тока — напряжение. Измеренные величины силы или плотности тока в таких системах обусловлены суммарной скоростью нескольких процессов, происходящих на электроде, и не могут дать представления о скорости разряда ионов радиоактивного элемента. [c.130] Естественно возникает вопрос, применимо ли в области таких разведений уравнение Нернста и в какой степени зависит величина потенциала осаждения радиоактивного элемента в этих условиях от вещества электрода. Ниже будут рассмотрены различные точки зрения на этот вопрос, существующие в настоящее время. [c.130] Вернуться к основной статье