Осаждения (2) для амфотерного гидрокскда металла

Рис. 4 Принципиальный график кривых растворимости (1) и осаждения (2)

для неамфотерного гидроксида металла

3. Методы изучения состояния радиоактивных изотопов.

Важнейшими из них являются:1) адсорбция, 2) десорбция, 3) диализ, 4) ультрафильтрация, 5) центрифугирование, 6) диффузия, 7) электрофорез, 8) электро­химическое выделение, 9) радиография, 10) экстракция, 11) ион­ный обмен.

Выбор адсорбента, способа изучения адсорбции, а также мето­дов изучения кооллоидных свойств определяется в значительной мере особенностями изучаемого радиоактивного изотопа.

Как будет отчетливо-видно из дальнейшего, вывод о состоянии того или иного радиоактивного изотопа можно сделать лишь в результате одновременного изучения адсорбционных и кол­лоидных его свойств.

3.1. Метод адсорбции

Метод адсорбции приобретает особенно большое значение в случае бесконечно разбавленных растворов, когда прямые методы химического или коллоидно-химического анализа оказываются недостаточными.

Сущность адсорбционного метода установления формы на­хождения радиоактивных изотопов в растворе состоит в изучении зависимости их адсорбции от рН, концентрации радиоактивных изотопов, концентрации посторонних электролитов и других факторов. От этих же переменных величин зависит и состояние радиоактивных изотопов в растворе. Таким образом, можно уста­новить связь между величиной адсорбции радиоактивного изотопа и его состоянием.

Исследование адсорбции на поверхностях с за­данными свойствами (произвольно модифицированных) предо­ставляет дополнительные данные, позволяющие судить о характере адсорбции как функции состояния радиоактивного изотопа в растворе.

В качестве адсорбентов чаще всего используются: стекла, бумажные фильтры и ионообменные смолы. В последнее время стали применяться также неионообмен­ные адсорбенты.

3.1.1. Изучение адсорбции как функции рН

Для установления состояния радиоактивного изотопа на осно­вании характера зависимости его адсорбции от рН чаще всего применяются_катионообменные адсорбенты. В этом случае, если радионуклид в изучаемом интервале рН находится в катионной форме и не гидролизуется, .адсорбция его с уменьшением концентрации водородных ионов непрерывно возрастает. Для гидролизующихся элементов зависи­мость их адсорбции от рН оказывается более сложной, так как, кроме концен­трации водородных ионов, на величину адсорбции влияет степень гидролиза данного радиоактивного нуклида

Связь между величиной адсорбции и степенью гидролиза радиоактивного изото-па обусловлена в основном тем, что с развитием гидролиза уменьшается положитель-ный заряд ионов и соответственно падает их адсорбционная способность. Поэтому зависимость адсорбции гидролизующихся ионов радиоактивного изотопа от рН является, по существу, функ­цией двух противоположно действующих переменных:

концентра­ции водородных ионов и степени гидролиза соединений данного радиоактивного изотопа. При определенном рН может оказаться достигнутым произведение растворимости гидроксида радиоактив­ного нуклида. Коллоидные частицы гидроксидов металлов, нахо­дящихся в растворах в ничтожно малых количествах, как правило, заряжены отрицательно. Поэтому в случае перехода радионуклида в коллоидное состояние адсорбция его на отри­цательно заряженной поверхности катионообменного адсорбента обычно уменьшается и на кривой А=f(рН) образуется максимум. Возрастание адсорбции на участке кривой аЬ указывает на то, что в этом интервале рН адсорбция зависит главным образом от концентрации водородных ионов; уменьшение адсорбции (участок вс) свидетельствует о том что решающее влияние на ве­личину адсорбции оказывает гидролиз.

Участок кривой вс соот­ветствует тому интервалу рН, в котором происходит переход радионуклида из формы положительно заряженных ионов в форму нейтральных и отрицательно заряженных продуктов гидролиза с последующим образованием частиц коллоидных размеров. Таким образом, изучение адсорбции как функции рН позволяет в ряде случаев путем сопоставления адсорбционных

д анных и данных по ультрафильтрации и центрифугированию установить, что образующиеся коллоиды являются не адсорбционными образованиями, но представляют собой истинные коллоид­ные агрегаты гидрооксидов радионуклида.

Таким путем И.Е. Старик впервые доказал возможность об­разования истинных коллоидных ра­створов микроколичеств полония.

Рис. 3. Адсорбция гидролизующихся

радионуклидов на стекле

1. % радионуклида, находящегося в коллоидном состоянии;

2. Степень адсорбции радионуклида

Образование максимума на кривой А=f(рН) в некоторых случаях может быть обусловлено и другими причинами. Так, например, при переходе от бесконечно малых концентраций радиоактивного изотопа. к более значительным появляется возможность образования полиядерных продуктов гидролиза в виде положи­тельно заряженных коллоидных частиц. Тогда уменьшение вели­чины положительного заряда гидролизованных ионов может компенсироваться увеличением количества атомов металла на еди­ницу заряда, а переход в коллоидное состояние может увеличить адсорбцию радиоактивного изотопа благодаря коагуляции поло­жительных коллоидов на отрицательно заряженной поверхности катионообменного адсорбента. Образование максимума в этом случае объясняется адсорбцией положительных коллоидов, а последующее уменьшение адсорбции — перезарядкой коллоид­ных частиц гидроксильными ионами