Ионно – дисперсное состояние радионуклида в водных средах.

Ионно – дисперсное состояние радионуклида в водных средах.

Характеризуется наличием в растворе простых, сложных или комплексных ионов радионуклидов, имеющих заряд и небольшые размеры.

Ионно – дисперсное состояние соответствует истинным растворам.

- Простые ионы:¹³⁷Cs⁺; ²⁴Na⁺; ⁹⁰Sr²⁺; ²³⁵U4⁺; ²³²Th⁴⁺; ³⁶Cl^-

- Сложные ионы: ²³⁸ UO₂²⁺; ¹³¹IO₃;

- Комплексные ионы: [²³²Th(C₂O₄)₃]^3-

Увеличение ионных форм способствуют различные комплексообразователи присутствующие в растворе:

K₄[Th(C₂O₄)₄]à4K⁺+[Th(C₂O₄)₄]^4-

Молекулярно – дисперсное состояние радионуклидов в водных средах.

Характеризуется наличием в растворе недиссоциированных молекул, в состав которых входит радионуклид не несущий заряда. То есть размер частицы (молекулы) больше чем ион и не имеющий заряда.

Пример: I₂; Br₂; ИРГ (Kr; Xe)

В присутствии C₂O₄^2-Th⁴⁺ образует нейтральные комплексы [Th(C₂O₄)₂]⁰ .

Коллоидно – дисперсное состояние радионуклида в водных средах.

Характеризуется наличием в растворе частиц, несущих заряд и имеющие размеры (10^-3 – 10^-1 мкм)

А) истинные коллоиды образование состоящие непосредственно из вещества радионуклида:

²¹⁰Po³⁺ + 3HOH ->²¹⁰Po(OH)₃ + 3H⁺

Любые элементы образующие нерастворимые гидроксиды образуют коллоиды:

Fe(OH)₂; Fe(OH)₃; Al(OH)₂

Условия образования истинного радиоколлоида:

Cмикро>=Пр

Б) псевдорадиоколлойды

Псевдорадиоколлоиды - коллоиды образованные посторонними примесями других элементов находящихся в растворе, на которых сорбированы исследуемые радионуклиды.

Условия образования коллоидных форм радионуклидов:

- Высокий Ph раствора

- наличие в растворе гидролизующися компонентов

- наличие в растворе посторонних примесей

- повышенная температура.

4) Методы определения состояния радионуклидов.

- Адсорбция как функция PH и концентрация радионуклида

- Метод диализа

Метод диализа. Мицеллы коллоидных систем в отличие от ионов и молекул не способны проникать через полупроницаемые мембраны. Это позволяет рассчитывать долю радиоактивного нуклида, находящегося в коллоидной форме, на основании измерения объемных активностей во внутренней и внешней ячейках диализатора после установления равновесия.

А) ионная форма радиоэлемента

Авнеш=Авнутр. Аисх= Авнеш + Авнутр

Б) молекулярная форма

Аисх= Авнеш Авнутр=0

В) истинные радиоколлоиды радионуклида

Аисх= Авнеш Авнутр=0

Г) псевдорадиоколлоиды

Авнеш>Авнутр(1/2Aисх=Авнеш)

(Авнутр=Аколл+1/2Аион)

Аисх=Аколл+Аион

Процент коллоидной формы опр по формуле:

B%= Авнутр-Авнеш/Авнутр+Авнеш *100%

- Метод ультрафильтрации

Метод ультрафильтрации. Исследуемый раствор пропускают через ультрафильтры. Обычно используют ультрафильтры из целлофана с диаметром пор 1—3 нм, через которые исследуемый раствор пропускают под давлением (5—10)×10² кПа, или биологические фильтры с размером пор от десятков до сотен нанометров.

Сущность метода- разделение частиц различной степени дисперсности на ультрафильтрах с различными размерами пор фильтрующего материала. Для этих целей используют мембраны с размером 10- 100 мкм (целлофан 1-3мкм)

- Метод ионного обмена

Катионит Qфильт=Qисх(молекуляраня,коллоидная,анионная формы)

Qфильт=0(катионная форма)

Qфильт<Qисх (катионная, анионная, молекулярная, и коллоидная формы)

Анионит Qфильт=Qисх(молекурялная, колоидная, катионная форма)

Qфильтр=0(аннионая форма)

Qфильтр<Qисх(анионная,катионная, молекулярная,и коллоидная формы)

Механизм протекания изотопного обмена

В зависимости от механизма, реакции изотопного обмена разделяют на две большие группы:

1 группа – реакции осуществляемые путем перехода электронов (электронный переход)

2 группа – реакции протекающие за чет перехода ионов, атомов группы атомов и молекул.

Вторая группа разделяется на 2 подгрупы

1ая под группа- ИО протекает с диссоциацией молекл или ионов(диссоциативный механизм)

2ая под группа – ИО протекает с образованием ассоциатов (ассоциативный механизм)

А) Реакции протекающие рутем перехода электронов (электроный обмен)

Б) Реакции протекают с диссоциацие й молекул или ионов (диссоциативный механизм)

В) Реакции протекающие за счет частичкной или полной ассоциации веществ (ассоциативный механизм)

Г) Изотоный обмен обусловлен переходом молекул, радикалов сложных групп

Носители. Их класификация

Носители – это соединения которое вводится в раствор в макроколичествах при определении макроэлемента и предназначено для уменьшения потерь микроэлемента.

Классификация:

1) Специфический изотопный носитель

Изотопный носитель – стабильный нуклид (макро) радиоактивного нуклида (микро)

2) Специфический не изотопный носитель- химичесий эллемент (соединение) не являющейси нуклидом опрелеояемого элемента, предназначеный для выделения конкретного элемента.

3) Не специфический не изотопный носитель- хим. Элемент (соединение) не являющейся нуклидом опр. Элемента, предназначеный как правило для выделения групп элементов. В качестве таких носителеф исп элементы образующие нерастворимые гидроксиды AL(OH)3; Fe(OH)3;

4) Удерживающий носитель –при выделение из смеси элементов, с целью уменьшения потерь опр. Элемента в исходный раствор воодят так называемый удерживающий носитель.

Сущность сокристализации

Процесс образования смешанных кристаллов микро- и макрокомпонентов, находящихся в растворе. При этом основу кристалла составляет макрокомпонент, а микрокомпонент расспределяется по всему объему.

Сокристализация – это процесс соосаждения микрокомпонента с кристалическим осадками, при котором микрокомпонент распределяется по всему объему твердой фазы, участвуя в построении кристалической решетки макрокомпонента.

Ацетилацетон (АА)

CH3-C-CH2-C-CH3<-> CH3-C=CH-C-CH3

II II I II

OOOHO (энол или енол)

Как правило,образующиеся циклические групировки очень прочны. Размеры циклов могут быть самыми различными, обычно они шести или пятичленные

Теноилтрифторацетон (НТТА)

Так например с енольной формой ацетилацетона катионы Me(II) образуют хелаты

Фотка формулы

Особенность приведённых реагентов состоит в том что внутрикомплексное соединение с метолом обрзаует активная – энольная форма, содержащая сидроксильную группу. Так например с енольной формой ацетилацетона катионы метала (ІІ) образуют хелат.

Найболее широко для экстракционного разделения трансурановых элементов исользуют НТТА. С его помощю можно осуществить отделение нептуния (4) от плутония (3), урана (6) и т.д

Преймущество этого метода состоит в возможности экстракции из водных растворов, не содержащих высаливатель, что значительно упрощает концентрирования и захоронения радиоактивных отходов.

Существеным недостатком является малая скорость образования хелатов, что существено ограничивает его применение в промышленом масштабе.

 

Фронтальная хроматография

Сущность метода – через слой сорбента обладающего не высокой сорбционной емкостью фильтруется смесь веществ, количесвто которых значительно превышает сорбционную емкость сорбента.

При фронтальной методе смесь веществ (подвижная фаза) непрерывно пропускают сквозь неподвижную фазу. Через некоторое время после начала процесса наимение сорбируемый компонент выходит в виде зоны чистого вещества, а за ним в порядке сорбируемости последовательно распологаются зоны смесей компонентов. Этот метод непригоден для разделения близких по свойствам компонентов и обычно используется для извлечения из смесей сильно сирбирующихся веществ

Сорбируемость увеличевается в ряду A<B<C

 

Ионо обменная хроматография

Ионно обменная хроматография – это высокоээфективная жидкостная хроматография для разделения катионов и анионов на ионообменниках с низкой концентрацией разделяемых компонентов.

Плюсы +

1) Высокая чуствительность определения до 1нг\мл без предварительного концентрирования

2) Вожможность определять большое число неорганических и органических ионов, а так же одновременно определеять катионы и анионы

3) Высокая селективность и экспрессность

4) Малый объем анализируемой пробы)не более 2 мл образца)

5) Широкий диапазон определяемых концентраций от 1 дл 10000

6) Возможность использования различных детекторов и их комбинаций

7) Возможность полной автоматизации определения

8) Во многих случаях полное отсутствие предварительной пробоподготовки

 

Недостатки –

1)сложность синтеза ионообменников, что знаичтельно затрудняет развитее метода

2) более низкую посравнению по сравнению с ВЭЖХ эфективность разделения

4) необходимость высокой коррозионой стойкости хроматографичекой системы

Осадочная хроматография

Сущность метода заключается в разделении смеси веществ, образующих различные по степени растворимости осадки с одним и тем же осадителем.

Процессы образования маллорастворимых осадков и закрепление их в месте выпадения обуславливают разделение веществ в порядке увелечения растворимости этих осадков:

По способу оформления различают:

- осадочная хроматография на коллонках

- осадочная хроматография на бумаге

- тонкослойная осадчоная хроматография

В РХА используют осадочную хроматографию по коллонках.

Принци осуществления

Эл.ирование компонентов

В качестве осадителей используют:

Достоинтсва.

Высокая чуствительность

Недостатки

ионно – дисперсное состояние радионуклида в водных средах.

Характеризуется наличием в растворе простых, сложных или комплексных ионов радионуклидов, имеющих заряд и небольшые размеры.

Ионно – дисперсное состояние соответствует истинным растворам.

- Простые ионы:¹³⁷Cs⁺; ²⁴Na⁺; ⁹⁰Sr²⁺; ²³⁵U4⁺; ²³²Th⁴⁺; ³⁶Cl^-

- Сложные ионы: ²³⁸ UO₂²⁺; ¹³¹IO₃;

- Комплексные ионы: [²³²Th(C₂O₄)₃]^3-

Увеличение ионных форм способствуют различные комплексообразователи присутствующие в растворе:

K₄[Th(C₂O₄)₄]à4K⁺+[Th(C₂O₄)₄]^4-