ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика радиоактивных процессов из "Краткий курс физической химии Издание 3" Водород же, связанный непосредственно с углеродом в молекулах этих веществ, в обмен не вступает Такие же результаты получены и в других случаях в различных соединениях способными к обмену оказались только те атомы водорода, которые в очень слабой степени могут отделяться в виде ионов Н+ (например, в метиловом спирте согласно реакции СНзОН СНзО +Н+) или в составе ионов ОН . [c.537] Реакции обмена известны также для кислорода, азота, углерода и других элементов. [c.537] Применение того или другого изотопа, конечно, не вызывает у вещества новой способности обменивать атомы. Если в этих условиях происходит изотопный обмен, то это значит, что частицы данного вещества вообще могут обмениваться с окружающей средой атомами данного элемента. Применяя же определенный изотоп, можно обнаружить такую способность и исследовать процесс обмена, измерить его скорость другие параметры. Метод изотопного обмена позволяет изучать и количественно характеризовать подвижность атомов данного элемента в разных веществах при различных условиях. [c.537] Реакции изотопного обмена зависят в основном от тех же фа тороз, что и обычные химические реакции. Самопроизвольное течение реакции изотопного обмена всегда направлено к достижению состояния устойчивого равновесия, которое отвечает общим условиям равнозесия термодинамических систем (например, при постоянных температуре и давлении условием равновесия служит минимум изобарно-изотермического потенциала). Ско-ро ть реакции изотопного обмена зависит от концентрации реагирующих веи еств, температуры, энергии активации и других факторов и ее можно изменять, используя соответствующие катализаторы, а также изменяя температуру или концентрации. [c.538] При открытий явления изотопии считали, что изотопы вполне одинаковы по химическим свойствам. Но тогда константа равновесия в любой реакции изотопного обмена должна была бы быть ррвна единице в любых условиях. Однако в действительности константы равновесия в таких реакциях, хотя и близки к единице, но в небольшой степени (различной для разных реакций) отличаются от нее (табл. 62). [c.538] Реакции изотопного обмена используются в некоторых процессах разделения или обогащения изотопов и в методе меченых атомов. [c.538] с помощью изотопа кислорода О можно изучить обмен атомами кислорода между кристаллическим окислом и газообразным кислородом и исследовать таким путем подвижность кислорода в различных окислах (и в солях). [c.539] Бродский и Н. И. Дедусенко (1940), применяя меченый атом кислорода (О ), показали, что реакция протекает по первой из этих схем. [c.540] В работах А. И Бродского, А. И. Шатенштейна, Д. Н. Курсанова и др. на основе изучения соответствующих реакций изотопного обмена была исследована подвижность атомов водорода в различных соединениях. Так, А. И. Ша-тенштейн с сотрудниками детально исследовали кинетику обмена водорода в различных углеводородах и некоторых их производных, растворенных в жидком аммиаке (в присутствии амида калия KNH. как катализатора) и в жидком бромистом водороде. Полученные результаты дают возможность четко характеризовать различие в подвижности атомов водорода в зависимости от их положения в молекуле, от вида молекулы и от кислотно-основных функций растворителя, что дает новый интересный материал для оценки способности этих атомов водорода к различным реакциям замещения. [c.540] Последнее уравнение выражает / как линейную функцию времени (рис. 180). [c.541] Все эти соотношения имеют статистический характер и относятся только к системам из большого числа частиц. При меньшем числе наблюдаются флуктуации. [c.541] Рассмотрим в качестве примера одну из таких задач, когда один из р 1диоактивных элементов получается из другого. [c.541] Число Мт.в СО Временем непрерывно уменьшается, а Л/ ,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 X, и и от соотношения начальных количеств элементов А и В. Если в начальный момент элемент В отсутствовал, то содержание его всецело определяется числом в- Кинетика таких процессов аналогична кинетике последовательных химических реакций ( 196) для частного случая мономолекулярных реакций. Кривые типа кривой св рис. 151 (стр. 462) могут выражать содержание элемента В для случая, когда в начальный момент он отсутствовал. [c.542] Определяя по прямой 2 численные значения интенсивности для различных моментов времени, устанавливаем по ним радиоактивную постоянную распада вещества А и, вычитая их из обшей интенсивности, получаем значения интенсивности радиации, выделяемой при распаде вещества В. По этим данным легко определить радиоактивную постоянную распада вещества В. Кривая 3 представляет зависимость интенсивности радиации, выделяемой при распаде вещества В, от времени. [c.543] 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 Рис. 182. Зависимость интенсивно- из общей интенсивности излуче-сти излучения от времени в слож- ния, МОЖНО определить составных системах. ляющую 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.544] Для радиоактивных элементов, способных распадаться параллельно по двум направлениям, например РаР. соотношение в скоростях этих распадов характеризует относительное содержание-продуктов распада, аналогично тому, как это имеет место для параллельных химических реакций ( 196). [c.544] 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.545] Вернуться к основной статье