§ 3. Закономерности процесса соосаждения с неспецифическими носителями

     Коэффициент вторичной обменной адсорбции зависит прежде всего от величины поверхности носителя. Это непосредственно вытекает из уравнения (6.13), если принять во внимание, что емкость внешней обкладки двойного слоя С = C₀S, где С₀ — емкость, отнесенная к единице поверхности; S — величина поверхности носителя.

     Одним из факторов, оказывающих наиболее сильное влияние на процесс соосаждения с неспецифическими носителями, является величина заряда адсорбируемого иона радиоактивного элемента. Действительно, при неизменности внешних условии, объема и состава раствора выражение (6.13) может быть представлено следующим образом:

.

(6.14)

где

     Как видно из соотношения (6.14), коэффициент адсорбции экспоненциально зависит от величины заряда сорбируемого иона. Иллюстрацией этой зависимости могут служить данные, полученные при изучении адсорбции радия, актиния и тория на отрицательно заряженных кристаллах иодида серебра. При постоянной концентрации конкурирующих ионов водорода, равной 0,005 моль/л, адсорбция этих ионов составляет соответственно 7,75 и 100%. Таким образом, наиболее сильно подвержены процессам вторичной адсорбции многозарядные ионы;

     Влияние концентрации собственных потенциалопределяющих ионов неспецифического носителя на коэффициент вторичной обменной адсорбции следует из уравнения (6.13). Подставляя значение _i из соотношения (6.3) в уравнение (6.10), получим

.

(6.15)

     Считая С, V и V постоянными и фиксируя суммарную концентрацию положительно заряженных ионов в растворе, получаем линейную зависимость вида

.

(6.16)

где m_± — концентрация собственных потенциалобразующих ионов. Концентрацию собственных потенциалобразующих ионов (в случае положительно заряженных ионов потенциалобразующими ионами являются анионы неспецифического носителя) можно варьировать, сохраняя неизменной суммарную концентрацию катионов в растворе. Это достигается добавлением в систему солей, включающих данные конкурирующие катионы и потенциалобразующие анионы. Например, при адсорбции Ra²⁺ на осадке AgI из растворов, содержащих нитраты щелочных металлов, изменение концентрации иона I^- достигается частичной заменой нитратов этих элементов на иодиды.

     Одним из примеров, иллюстрирующих линейный характер зависимости от логарифма концентрации потенциалообразующих ионов, являются результаты экспериментального изучения адсорбции ²¹²Pb на бромиде таллия (рис. 7).

Рис. 7. Зависимость от логарифма концентрации потенциалообразующих ионов (Br-) для адсорбции 212Pb на осадке TlBr.	Рис. 8. Зависимость от концентрации ионов H+ в растворе для адсорбции 212Pb на осадке AgIO3.

     Роль конкурирующих ионов в процессах вторичной обменной адсорбции можно установить, представив уравнение вторичной адсорбции (6.13) в следующем виде:

.

(6.17)

     Оставляя неизменными концентрации всех конкурирующих ионов, за исключением одного, m_B, получаем

.

(6.18)

     При условии, что значения С, V и V, а также концентрации потенциалобразующих ионов в растворе остаются неизменными, выражение (6.18) принимает вид

.

(6.19)

     Иллюстрацией влияния конкурирующих ионов на величигу вторичной адсорбции может служить зависимость адсорбции ²¹²Pb²⁺ на осадке AgIO₃ от концентрации водородных ионов в растворе (рис. 8).

     Наиболее важная особенность процессов соосаждения с неспецифическими носителями — их неизбирательность, т. е. способность этих носителей адсорбировать любые ионы со знаком заряда, противоположным знаку заряда поверхности носителя.

     К особенностям процессов соосаждения с неспецифическими носителями следует отнести быстрое установление адсорбционного равновесия и отсутствие нижней границы смешиваемости. Верхняя граница концентрации адсорбируемых ионов определяется емкостью внешней обкладки двойного слоя.

     Для процессов соосаждения с неспецифическими носителями характерна чувствительность к изменению величины и знака заряда поверхности, состава раствора, температуры и условий образования осадка носителя. В отличие от процессов соосаждения, обусловленных изоморфным замещением, для процессов соосаждения с неспецифическими носителями характерна легкость отделения адсорбированного радиоактивного элемента от вещества носителя.

     Как видно из рассмотренного материала, процессы вторичной адсорбции радиоактивных элементов (радиоактивных нуклидов) зависят от многих факторов, что позволяет управлять этими процессами в соответствии с поставленной задачей исследования.

     Подавление адсорбции достигается уменьшением поверхности адсорбента, изменением знака ее заряда и увеличением концентрации конкурирующих, особенно многозарядных ионов. Изменяя указанные факторы в противоположном направлении, можно достигнуть высоких значений коэффициента адсорбции.