Страница 27 из 27
Рис. 1.28. Адсорбция гидролизующихся радиоактивных изотопов на стекле:1 – процент радиоактивного изотопа, находящегося в растворе в коллоидном состоянии; 2 – процент адсорбции радиоактивного изотопа [6].
Зависимость адсорбции негидролизующихся радиоактивных изотопов от их концентрации можно выразить изотермой Ленгмюра или Фрейндлиха. В области бесконечно малых концентраций изотерма адсорбции Ленгмюра представляет собой прямую, что свидетельствует о выполнении закона Генри.
По мере насыщения емкости адсорбента процент адсорбции с увеличением концентрации радиоактивного изотопа уменьшается. Если при увеличении концентрации радиоактивного изотопа произойдет переход его в коллоидное состояние, обусловленный достижением произведения растворимости его гидроокиси или другого труднорастворимого соединения, то могут наблюдаться отклонения от нормального вида изотермы.
Для гидролизующихся элементов большой интерес представляет анализ рН – зависимостей, полученных при различных концентрациях изучаемого компонента. В случае, если переход радиоактивного изотопа в коллоидное состояние связан с достижением произведения растворимости его гидроокиси, то рН перехода приближенно определяется выражением:
Из уравнения видно, что при изменении концентрации [Mz+] радиоактивного изотопа на z порядков рН перехода в коллоидное состояние сдвигается на единицу. Соответственно этому изменяется и положение максимума на pH – зависимости. При увеличении концентрации радиоактивного изотопа уменьшается роль случайных и коллоидных загрязнений и связанных с ними процессов образования адсорбционных коллоидов. Таким образом, сравнение зависимостей от рН, полученных для различных концентраций радиоактивного изотопа, позволяет уточнить представление о природе его коллоидного состояния и определить число гидроксильных групп на 1 атом металла. Однако изменение концентраций в широком интервале возможно далеко не во всех случаях.
Изучение кинетики сорбции радиоактивного изотопа позволяет установить связь между скоростью наступления адсорбционного равновесия и состоянием радиоактивного изотопа в растворе. Как известно, процесс сорбции может быть подразделен на несколько стадий, в том числе: диффузия из раствора к поверхности адсорбента и диффузия внутрь адсорбента. Совершенно очевидно, что скорость этих процессов должна быть тесно связана с такими факторами, как природа и размер частиц радиоактивного изотопа, заряд и радиус его ионов, и др.
В некоторых случаях, как в методе диффузии можно на основании изучения кинетики сорбции радиоактивного изотопа рассчитать размер его частиц или, по крайней мере, относительное изменение размеров этих частиц как функции состава раствора.
При изучении сорбции как функции времени необходимо устанавливать зависимость величины сорбции от «возраста» раствора, т. е. от времени, прошедшего с момента приготовления раствора до момента опыта. «Возраст» раствора является чрезвычайно существенным фактором, влияющим на состояние радиоактивных изотопов в растворе и соответственно на величину и характер их сорбции. Большое значение времени, прошедшего с момента изготовления раствора, обусловлено целым рядом причин. Во-первых, это связано с тем, что при изменении условий существования радиоактивного изотопа в растворе химическое равновесие (реакции гидролиза, коллоидообразования, комплексообразования) может устанавливаться не мгновенно, но с некоторой конечной скоростью; во вторых, в случае коллоидного состояния радиоактивных изотопов с течением времени могут происходить различные процессы, приводящие к изменению величины заряда коллоидных частиц, коагуляции их, изменению степени дисперсности и т. д.; в-третьих, с увеличением времени хранения в растворе может возрасти количество коллоидных и других случайных загрязнений, возникающих за счет выщелачивания из стенок сосудов Si02 и попадания пыли из воздуха.
Влияние электролитов на адсорбцию радиоактивных изотопов зависит не только от природы электролита, но и от состояния радиоактивного изотопа в растворе. Можно указать следующие качественные изменения коэффициента распределения в зависимости от состава раствора и состояния радиоактивного изотопа:
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «ЛитРес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.