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.