5.6. Методы разграничения отдельных видов адсорбции

В процессах первичной адсорб­ции могут принимать участие только ионы, изотопные или изо­морфные ионам кристаллического осадка. Поэтому добавление в раствор таких ионов должно оказывать сильное влияние на величину первичной адсорбции радиоактивного элемента. Вве­дение же в раствор многовалентных сильно адсорбирующихся, но не изотопных и не изоморфных ионов не сказывается замет­ным образом на величине адсорбции.

В процессах вторичной адсорбции могут принимать участие все ионы, присутствующие в растворе. Поэтому добавление в раствор любых ионов должно оказывать влияние на число вторично адсорбированных ионов данного радиоактивного эле­мента. При этом особенно сильное влияние должно оказывать введение в раствор многовалентных ионов (А1³⁺, Тh⁴⁺ и т. д.).

Правильность этих положений была подтверждена экспери­ментально: в случае первичной обменной адсорб­ции добавление неизоморфных ионов, в том числе и многова­лентных, не оказывает заметного влияния, в то время как до­бавление двухвалентных изоморфных ионов существенно изме­няет величину адсорбции.

Другим методом, позволяющим разграничить первичную и вторичную адсорбцию, может служить наблюдение за характе­ром зависимости величины адсорбции от концентрации соб­ственных ионов. Так, для первичной обменной адсорбции.

C =Const,

а для вторичной обменной адсорбции

= a + blnC

Заметим, что существуют и другие механизмы сорбции радионуклидов на твердых поверхностях.

5.6. Адсорбция на гидроксидах и других материалах

Адсорбция ионов на коллоидных и аморфных осадках, в том числе и на гидроксидах многовалент­ных металлов, отличается некоторыми особенностями от адсорбции на кристаллах. Важнейшим отличительным признаком является непостоянство свойств поверхности таких адсорбентов. Для гидроксидов характерны три вида адсорбции: ионообменная, молекулярная и хемосорбция. Наиболее хорошо изучена адсорбция ионов на Fе(ОН)₃ и А1(ОН)₃. На примере Се и К и показано, что гидроокиси Fе и А1 могут адсорбировать катионы путем первичной ионообмен­ной адсорбции в потенциалобразующей обкладке, имеющей поло­жительный заряд за счет катионов Fе³⁺ или А1³⁺. Кроме первичной адсорбции на гидроокисях, наблюдается и вторичная ионообмен­ная адсорбция ионов, закономерности которой в общих чертах сов­падают с закономерностями вторичной адсорбции на полярных кристаллах.

Коллоидные и аморфные тела проявляют и специфический вид обменной адсорбции, заключающийся в том, что при образовании адсорбенты могут удерживать часть электролита. Этот электролит при определенных условиях вступает в обменные реакции, причем степень адсорбции тем больше, чем меньше очистка адсорбента от электролита. Такая адсорбция имеет место даже в весьма концент­рированных растворах, когда толщина двойного электрического слоя мала.

Хемосорбция наблюдается в том случае, если адсорбируемый ион образует на поверхности гидроокиси прочное химическое соеди­нение. Молекулярная адсорбция была замечена при изучении ад­сорбции серебра на полуторных окислах.

Адсорбция на угле. Адсорбция радиоактивных элементов на угле изучалась одновременно с адсорбцией стабильных изотопов. Было показано, что механизм адсорбции зависит от физико-хими­ческих свойств поверхности угля. В качестве адсорбентов могут использоваться зольные, обеззольные и окисленные угли. Разли­чают адсорбцию молекулярную, ионообменную, гидролитическую и другие типы.

Адсорбция радиоактивных элементов на стекле и бумаге. Важ­ное практическое значение имеет адсорбция радиоактивных эле­ментов на стекле и бумаге, из-за которой часто экспериментальные данные получаются ошибочными. Примером служат многочислен­ные исследования по определению растворимости сульфата радия. Для устранения вредного влияния адсорбции применяют удержива­ющие носители, которые препятствуют соосаждению. Например, полоний из разбавленных растворов в большой степени адсорбиру­ется на стеклянной поверхности. Добавление к полонию теллура—-антиносителя — снижает процент адсорбции. Поэтому при работе с изотопами всегда следует учитывать адсорбционные свойства стек­ла и фильтрованной бумаги. Но следует заметить, что имеющиеся работы по этому вопросу не дают достаточно полного представления о механизме адсорбции.