Радиохимия. ВСЕ ЛЕКЦИИ РХ 7 СЕМЕСТР. Содержание лекции

• Название: Содержание лекции
• Анкор: Радиохимия
• Дата: 01.03.2022
• Размер: 2.62 Mb.
• Имя файла: ВСЕ ЛЕКЦИИ РХ 7 СЕМЕСТР.pptx
• Тип: Лекции; #378426
• страница: 9 из 18

Коллоидные частицы, агрегаты которых состоят из радионуклидов, называются истинными радиоколлоидами.

Если радионуклид занимает любое место в двойном электрическом слое (потенциалопределяющих ионов или противоионов) и не входит в состав агрегата, то он образует псевдоколлоид.

Истинные коллоиды

Для оценки возможности образования истинных коллоидов необходимо провести анализ термодинамических равновесий в системе осадок труднорастворимого соединения MnLz – водный раствор.

a – активность.

В случае разбавленных растворов, при t = const можно перейти к произведению растворимости

Термодинамическая вероятность образования осадка MnLz

Если растворимость меньше общей концентрации металла в растворе (Сp < C0), то раствор является пересыщенным и образование истинных коллоидов является термодинамически вероятным. При Сp > C0 расствор является ненасыщенным и образования истинных коллоидов ожидать не следует.

Условия образования осадков гидроксидов для случая моноядерного гидролиза

Уравнение растворимости для гидроксида металла со стехиометрической формулой M(OH)z будет иметь вид:

где Kw = h ·[OH-], h – концентрация [H+], ПРГ – произведение растворимости M(OH)z.

Доля истинных коллоидов в растворе в зависимости от рН (для гидроксидов) или от концентрации лиганда в растворе:

Кривые растворимости (1) и осаждения (2) для неамфотерного гидроксида

N = z, 0 ≤ i ≤ N СLj = 0

Кривые растворимости (1) и осаждения (2) для амфотерного гидроксида

N > z, 0 ≤ i ≤ N. СLj = 0

Анализ кривых растворимости

• рНо – величина рН начала образования гидроксида. С0 – начальная или общая концентрация металла в растворе, моль/л. При рН ≤ рНо раствор является ненасыщенным (Ср > C0) и коллоидные частицы гидроксида металла не образуются (αИК = 0). При рН ≥ рНо раствор становится пересыщенным (Ср ≤ C0) и начинаетя образование коллоидных частиц гидроксида металла (αИК ≥ 0). Осадки амфотерного гидроксида металла растворимы в щелочах за счет образования отрицательно заряженных гидроксокомплексов (M(OH)zz-i, где i > z), полное растворение осадка произойдет при рН = рНк – величина рН конца растворения осадка гидроксида. При рН = рНк Ср = C0 и αИК = 0.
• Точка минимума кривой растворимости и максимума кривой осаждения и максимума доли молекулярной формы гидроксокомплекса в растворе является единственной, соответствует рНит.
• Сmin –минимальная концентрация металла, ниже которой осаждения гидроксида металла не происходит при любых значениях рН раствора.
В области II существует термодинамическая вероятность существования в растворе самостоятельной фазы гидроксида металла. В области I радионуклид существует в растворе только в ионодисперсном состоянии.

Кривые растворимости гидроксида циркония

Кривые растворимости гидроксида Zr, рассчитанные с учетом образования гидроксокомплексов(2) и без учета образования гидроксокомплексов(1). Концентрация Zr в растворе, моль/л: 5,5·10-5 (3), 1,9·10-3 (4).

Доля истинных коллоидов циркония

Концентрация циркония, моль/л: 1-5,5·10-5; 2- 1,9·10-3

Условия образования псевдоколлоидов

1. Раствор по отношению к радионуклиду является ненасыщенным

(C0 < Cp).

2. Раствор содержит примесные элементы, для которых существует термодинамическая вероятность образования истинных коллоидов: C’0 > C’p, где ’ – признак примесного элемента).

3. Образовывание псевдорадиоколлоидов происходит в результате сорбции ионодисперсных форм радионуклида поверхностью коллоидных частиц примесных элементов.

Алгоритм расчета доли псевдоколлоидов

Сорбция гидроксидами металлов:

Катионный обмен

Анионный обмен

Молекулярная сорбция

В предположении, что коллоидными частицами примесных элементов сорбируются только акваионы и гидроксокомплексы, доля радионуклидов в форме псевдоколлоидов (αПК) :

где - брутто сорбционное отношение;

- брутто сорбция

Определение природы коллоидов

К 1925 году обозначились две точки зрения на коллоидное состояние микрокомпонентов – радионуклидов:

• Впервые высказанная Панетом в 1913 году заключалась в том, что радиоэлементы (изучавшиеся в то время Po, Bi, Pb) могут образовывать истинные коллоидные растворы.
• Коллоидное поведение изотопов Po, Bi, Pb в растворах объясняется их адсорбцией на случайных загрязнениях (коллоиды гидроксидов, кремниевая кислота, пыль и т.п.). Приверженцем этого взгляда был Зигмонди.