Файл: Мюллер Г. Специальные методы анализа стабильных изотопов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 102

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

метре. Измерения выполнялись при толщине поглощающего слоя 180 мм и давлении паров в кювете 600 мм рт. ст. Оптиче­ ские плотности измерялись в максимумах Q-ветвей полосы 2ѵз. Как видно из рисунка, градуировочный график имеет вид пря­ мой, проходящей'через начало координат под углом 45°. Это означает, что справедливо равенство

7-j10BFs n “ BF3

- - CioBf3/C "B F,

L>2v . / b * 2 v з

и, следовательно, по полосам 2ѵз возможен изотопный анализ без применения эталонов. В табл. 13.8 приведены результаты анализа некоторых образцов.

 

 

Т а б л и ц а 13.8

Содержание 10BF3,

96

 

По ИК-спектрам

По масс-спектру

Относительное расхож-

дсние, %

16,4

іб ,і

1,8

18,6

19,3

3,6

26,3

27,1

2,9

56,8

55,3

2,6

82,9

84,0

1,3

Таким образом, относительное расхождение данных двух независимых методов не превышает 4%. Время проведения одного анализа составляет 20—25 мин.

И з о т о п н ы й а н а л и з т р е х х л о р и с т о г о бора . Как и в случае трифторида бора, в спектре треххлористого бора наиболее интенсивной является полоса основного колебания ѵз

(ѵз°В С І3 =994 см-1, Ѵз‘В С І3 =954 см-1).

Спектр двух образцов ВС13

с различным содержанием изотопов

бора, полученный на одно­

лучевом спектрометре ИКС- 6 с призмой NaCl, приведен на

рис. 13.10. Толщина поглощающего слоя составляла 20 мм, дав­ ление паров в кювете 12 мм рт. ст. Градуировочный график, по­ строенный по образцам с изотопным составом, известным из масс-спектрометрических измерений, представлен на рис. 13.11.

Методика применялась для контроля процесса разделения изотопов бора. При этом в принципе могло происходить и час­ тичное фракционирование изотопов хлора. Поэтому необходимо было убедиться в том, что изменение изотопного состава хлора в ВС13 не будет отражаться на результатах изотопного анализа бора Молекула ВС13 имеет четыре изотопные разновидности по хлору: В35С13, В35С1237С1, В35Сі37С12, В37С13. Оценим изотопиче­ ское смещение полосы ѵ3 для крайних разновидностей: 10В35С13

и і°В37С13. Для этого запишем

правило Теллера — Редлиха для

колебаний типа Е, ѵ3 и Ѵ4 :

 

 

 

(ѵ3ѵ4)2 і°В»С1,

mSi

m10

-f- 3m35 __ j qq2

(V3V4)2 10B37C13

Ш37

/Ию

+ 3m37

408


Отсюда видно, что максимальное смещение полосы ѵз не превышает 2 см~х. По-видимому, реально происходящие изме­ нения изотопного состава хлора при ректификации ВСІ3 неве­

 

 

О

7

2

J

4

5

 

 

 

 

СЩсі3 /^пвсіг

 

рие. 13.10. ИК-спектры ВСЩ

Рис. 13.11.

Градуировочный

график

---------- образец

природного изо­

для определения отношения содер­

топного состава:-----------образец с

 

жаний І0ВС1з/иВСІ3.

 

обогащением

85 ат. % 10В.

 

 

 

 

 

 

лики и не должны сказываться на результатах изотопного ана­ лиза бора. Полученный вывод был проверен путем сопоставле­ ния результатов анализа образцов ВС13 по ИК-спектрам с ре­ зультатами анализа тех же образцов масс-спектрометрическим методом (табл. 13.9).

Содержание

10ВС13, %

 

 

Т а б л и ц а 13.9

 

 

 

 

По ИК-спект­

По масс-

Относительное

По ИК-спект­

По масс-

Относительное

расхождение,

рам

спектру

расхождение,

рам

спектру

%

 

 

%

 

 

15,1

15,4

2

29,1

29,0

0,4

19,7

19,0

3,6

51,2

53,1

3,7

26,9

28,1

4,3

52,4

51,8

1,1

Таким образом, в пределах погрешностей измерений наблю­ дается достаточно хорошее соответствие данных двух методов. Время анализа по ИК-спектрам не превосходило 30 мин.

СП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

1.Волькенштейн М. В., Ельяшевич М. А., Степанов Б. И. Колебания мо­ лекул. М., Гостехиздат, 1949, т. 1, сс. 181, 183.

2.Redlich О. Z. phys. Chem., 1935, В. 28, S. 371.

3 Маянц Л. С. Теория и расчет колебаний молекул. М., Изд-во АН

СССР, 1960.

4.Wilson Е. В. J. Chem. Phys., 1941, v. 9, р. 78.

5.Wilson Е. В. J. Chem. Phys., 1939, v. 7, p. 1047.

409


6.

Свердлов Л. М.

«Докл. АН СССР»,

1952, т. 86.

с. 513.

7.

Decius J. С., Wilson Е. В. J.Chem. Phys., 1951,

ѵ. 19, р. 1409.

8.

Свердлов Л. М.

«Докл. АН СССР»,

1951, т. 78,

с. 1115.

9.

Bigeleisen. J. Chem. Phys., 1958, v. 28, p. 694.

 

10.

Свердлов Л. M. «Оптика и спектроскопия», 1960, т. 8, с. 36.

И.

Свердлов Л. М.

«Докл. АН СССР»,

1953, т. 88,

с. 249.

12.

Свердлов Л. М.

«Докл. АН СССР»,

1954, т. 94,

с. 451.

13.Machida К. J. Chem. Phys., 1963, v. 38, р. 1360.

14.Татевский В. М. «Ж. физ. хим.», 1951, т. 25, с. 274.

15.Свердлин А. С. «Оптика и спектроскопия», 1958, т. 5, с. 702.

16.Маянц Л. С. «Труды ФИАН», 1950, т. 5.

17.Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. Пер. с англ. А1,

Изд-во иностр. лит., 1963.

18.Дункан А., Горди В., Норман Дж. и др. Применение спектроскопии в химии. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1959.

19.Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и органических

20.

соединений. Пер. с англ. М., «Мир», 1966.

Пер.

Кросс А. Введение в практическую

инфракрасную спектроскопию.

21.

с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1961.

расчет колебательных спектров

мно­

Грибов Л. А. Введение в теорию и

гоатомных молекул. Изд. ЛГУ, 1965, гл. IX.

22. Свердлов Л. М. «Докл. АН СССР», 1957, т. 112, с. 706. 23. Noether И. D. J. Chem. Phys., 1943, v. 11, р. 97.

24. Uno Т., Machida К. Spectrochim. Ada, 1962, v. 18, p. 279.

25.Волькенштейн M. В., Ельяшевич M. А., Степанов Б. И. Колебания мо­ лекул. М„ Гостехиздат, 1949, т. 2, гл. 17, 18.

26.Вильсон Е., Дешиус Дж., Кросс П. Теория колебательных спектров мо­

лекул. Пер. с англ. М„ Изд-во иностр. лит., 1960.

27.Волькенштейн М. В., Ельяшевич М. А., Степанов Б. И. Колебания моле­ кул. М., Гостехиздат, 1949, т. 2, гл. 19.

28.Crawford В. Z. Л. Chem., Phys., 1952, v. 20, р. 977.

29.Decine J. C. J. Chem. Phys., 1952, v. 20, p. 1039.

30.Свердлов Л. M. «Оптика и спектроскопия», 1960, т. 8, с. 253.

31.

Свердлов

Л. М. «Оптика и спектроскопия»,

1964,

т.

17, с.

947.

32

Crawford

В. J. Chem. Phys., 1952,

v. 20,

р.

979.

de

fisica

J. guimica,

33.

Moreillo

J., Herranz J., Biarge J.,

Cierva

R.

Anal,

1959, V. A55, p. 77.

34.Свердлов Л. M. «Оптика и спектроскопия», 1960, т. 8, с. 594.

35.Свердлов Л. М. «Оптика и спектроскопия», 1961, т. 10, с. 33.

36.Rierre Jonve М Compt. rend., 1966, v. 262C, p. 441.

37.Свердлов Л. M. «Оптика и спектроскопия», 1958, т. 4, с. 697.

38.Свердлов Л. М. «Оптика и спектроскопия», 1961, т. 11, с. 35.

39.Свердлов Л. М. «Оптика и спектроскопия», 1959, т. 6, с. 729.

40.Грибов Л. А. Теория интенсивностей в инфракрасных спектрах много­ атомных молекул. М., Изд-во АН СССР, 1963.

41.Wood R. W., Rank D. Н. Phys. Rev., 1935, v. 48, p. 63.

42.Noether H.D. Л. Chem. Phys., 1942, v. 10, p. 664.

43. Nielsen J. R., Ward N. B. J. Chem. Phys.,

1942,v. 10, p. 81.

44.Nielsen H. H. Phys. Rev., 1941, v. 59, p. 565.

45.Nielsen H. H. Phys. Rev, 1942, v. 62, p. 422.

46.Буланин M. О. «Оптика и спектроскопия», 1957, т. 2, с. 557.

47.Monigue Р., Mareottion-Maclou. J. phys. rad., 1960, v. 21, p. 634.

48.Stuart A. V., Suterland Се. В. В. M. J. Chem. Phys., 1956, v. 24, p. 559.

49.

Angus W.

R., Ingold С.

K.,

Leclie A.

H. J.

Chem. Soc., 1936,p.952.

50.

Brodersen

S., Zangsefh

A.

Mat. Fys.

Skr.

Dan.Vid. Selsk.,1956, v. 1,

N7.

51.Перегудов Г. С., Ковнер М. А. «Оптика и спектроскопия», 1949. № 2,

с. 155.

52.Burgess J. S. Phys. Rev., 1949, v. 76, p. 1267.

53.Cray P., Lord R. C. J. Chem. Phys., 1957, v. 26, p. 690.

410


54.

Cvans

J. S. Spectrochim. Acta, 1960, v. 16. p. 428.

55.

Brans

R. B„ Gore

C. R., Ziddel U., Williams V. Z. Ind. Eng. Giern.

 

Anal.

Ed., 1943, v.

15, p. 659.

56.Coone R. Ce. Chem. and induslr., 1955, p. 142.

57.Davison W. H. T. J. Chem. Soc., 1951, p. 2456. ■58. Lecomte J. Bull. Soc. France, 1955, p. 719.

59.Colthup A. J. Opt. Soc. Amer., 1950, v. 40, p. 397.

60.Васильева Л. M., Демиденкова И. В. Сборник рефератов научно-иссле­

довательских работ по изотопам за 1966 г. Л., 1967, с. 28.

61.Демиденкова И. В. Методы анализа соединений, обогащенных отабильными изотопами, по инфракрасным спектрам поглощения. Автореферат

канд. дисс. ЛГУ, 1970.

62.Свердлов Л. М., Ковнер М. А., Крайнов Е. П. Колебательные спектры многоатомных молекул. М., «Наука», 1970.

63.Миклухин Г. П. Изотопы в органической химии. Киев, Изд-во АН УССР,

64.

1961.

 

 

 

 

Шатенштейн А. И. Изотопный обмен и замещение водорода в органиче­

 

ских соединениях. М., Изд-во АН СССР, 1960.

 

■65. Langenbucher

F., Meeke R. Spectrochim. Acta, 1965, v. 21, p. 1287.

66.

Васильева Л.

M., Демиденкова

И. В.

«Ж. лрикл. спектр.», 1970,

т. 12,

'67.

с. 290.

И. Химия изотопов.

М.,

Изд-во АН СССР, 1957, с.

340.

Бродский А.

68.Bigeleisen J., Mayer М. Се. J. Chem. Pbys.. 1947, v. 15, р. 261.

69.Wilson Е. В. Chem. Rev., 1940, v. 27, p. 17.

70.

Варшавский

Я. M., Вайсберг С.

Э. «Ж.

физ. хим.», 1955, т. 29, с.

523.

71

Киршенбаум

И. Тяжелая вода.

Пер. с

англ.М., Изд-воиностр.

лит.,

1953.

72.Wirtz К. Phys. Rev., 1942, v. 43, р. 465.

73.Мак Бен Д. Сорбция газов и паров твердыми телами. Пер. с англ. М.,

Изд-во иностр. лит., 1934, с.

155.

74. Карякин А. В.,

Петров

А.

В., Сендеров Э. Э., Сухановская А. И.

«Ж. анал. хим.»,

1966, т,

21,

с.

840.

75.Pirlot G. Bull. Soc. Chim. Beiges, 1949, v. 58, p. 28.

76.Pirlot G. Bull. Soc. Chim. Beiges, 1950, v. 59, p. 352.

77.Allen E., Riemann W. Analyt. Chem., 1953, v. 25, p. 1325.

78.Кесслер И. Методы инфракрасной спектроскопии в химическом анализе.

79.

Пер. с англ. М., «Мир», 1964.

 

 

 

 

 

Collier G. L. Singleton F. J. Appl. Chem., 1956, v. 6, p. 495.

анализ.

М„

■80. Чулановский

В. M. Введение

в молекулярный

спектральный

81.

Гостехиздат,

1950.

 

 

 

 

 

 

Боргест В. А. «Оптика и спектроскопия», 1961, т. 11, с. 558.

 

 

82

Manadevan Е. G. Analyst, 1967, ѵ. 92, р. 717.

 

 

 

 

83.

Демиденкова И. В. «Ж. прикл. спектр.», 1969, т. 11, с. 824-

 

іУон,

84.

Демиденкова И. В.

Вопросы

спектрального

анализа. Л Д Н Ііі,

85.

Barnes R. В., Gore R. C., Stafford R. W., Williams V. Z. Analyt. Chem.

 

1948, V. 20, p. 402.

 

 

 

 

 

 

86. Чулановский В. M. «Усп. физ. наук», 1959, т. 68, с. 147.

 

 

87

Ens А.,Murray F. Е.

Can. J. Chem., 1957, ѵ. 35, р.

170.

 

 

88

Liddel U.,

Becker E.

D. J.Chem. Phys., 1956, v. 25

p. 173.

 

 

89. Чулановский В. M. «Докл. АН СССР», 1955, т. 101, с. 649.

 

 

90. Буланин М. А. «Изв. АН СССР», 1959, т. 23, с. 1224.

1954, v.

76,

91.

Hine J.,

Peek R. С.,

Oakes

В. D. J. Amer.

Chem. Soc.,

92.Shimanouchi T., Suzuki J. J. Molec. Spectrosc., 1961, v. 6, p. 277.

93.Foster J., Langstroth G., Me D. Proc. Roy. Soc., 1935, v. 153, p. 141.

'94. Gatterer A. Spectrochim. Acta, 1941, v. 1, p. 513.

95.Oertel A. .1. Coun Sei. Industr. Res. Austr., 1944, v. 17, p. 225.

96.Lindeman L. P. J. Chem. Phys., 1956, v. 24, p. 242.

97.Gage D. H., Barker E. F.J. Chem. Phys., 1939, v. 7, p. 455.

411


О Г Л А В Л Е Н И Е

Стр..

Предисловие к русскому изданию

Предисловие

к немецкому

и з д а н и ю ........................................................

 

В в е д е н и е ...........................................................................................................

 

 

 

 

 

 

Глава 1. К атар ом етр и я

...............................................................................

 

1.1.

Изотопный

эффект

в т е п л о п р о в о д н о с ти .............................

1.2. Катарометрия в потоке газа при атмосферном давлении

Ячейка

теплопроводности ....................................

1.3.

Катарометрическое

определение содержания дейтерия

Непрерывный

м е т о д ........................................................................

 

Метод

п л а т о

.....................................................................................

 

 

Пиковый

метод

 

................................................................................

 

Подготовка

п р о б

..............................................................................

 

1.4. Катарометрия в статических условиях при низком давлении газ

Список

л и т е р а т у р ы .................................

 

 

..........................................

Глава

2. Д е н с и м е т р и я ................................................................................

 

 

2.1.

Денсиметрия ж и д к о с т е й ...............................................................

в о д ы

Плотность

изотопных разновидностей

2.2.

П и к н о м е т р и я .....................................................................................

 

 

2.3.

Поплавковые

м е т о д ы ..................................................................

 

Метод изменения

т е м п ер ату р ы ......................................................

 

Метод

изменения

д а в л е н и я ........................................................

 

Метод

магнитной ко м п ен сац и и .......................................................

 

Микро-

и

полумикрометоды .........................................................

 

2.4.

Капельные

м е т о д ы ........................................................................

 

Метод

падающей к а п л и ................................................................

 

Метод

висячей

к а п л и .....................................................................

 

2.5.Очистка и нормализация воды для денсиметрического изотоп ного анализа ....................................................................................

2.6.Денсиметрия твердых в е щ е с т в ..................................................

2.7.

Денсиметрия

г а з о в ........................................................................

Список

л и т е р а т у р ы .....................................................................................

Глава

3. Р еф р а к т о м ет р и я .........................................................................

3.1.

Показатель

п р е л о м л е н и я ...........................................................

3.2.Измерение показателя прелом ления...........................................

3.3.Результаты рефрактометрического изотопного анализа .

3.4.Погрешности рефрактометрического изотопного анализа

3.5.Показатель преломления тяжелокислородной воды Нг'Ю

3.6.

Изотопный анализ органических соединений

. . . .

Список

л и т е р а т у р ы ................................................................

......

5

7

15

15

17

17

22

23

25

29

31

33

36

38

38

39

41

46

46

50

50

51

52

52

57

58

61

62

63

67

67

68

72

74

76

78

78

412