ĆWICZENIE NR 4 OTRZYMYWANIE PREPARATÓW RADIOCHEMICZNIE CZYSTYCH.

Podobne dokumenty
WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

ĆWICZENIE NR 12. Th jest jednym z produktów promieniotwórczego rozpadu uranu. Próbka

RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW.

5. RÓWNOWAGI JONOWE W UKŁADACH HETEROGENICZNYCH CIAŁO STAŁE - CIECZ

ĆWICZENIE NR 2, 3 SAMOABSORPCJA CZĄSTEK β

KONKURS CHEMICZNY ROK PRZED MATURĄ

O MATURZE Z CHEMII ANALIZA TRUDNYCH DLA ZDAJĄCYCH PROBLEMÓW

Identyfikacja wybranych kationów i anionów

wodny roztwór chlorku cyny (SnCl 2 ) stężony kwas solny (HCl), dwie elektrody: pręcik cynowy i gwóźdź stalowy, źródło prądu stałego (zasilacz).

Analiza wagowa. drobnokrystaliczne BaSO4. galaretowate Fe(OH)3, Al(OH)3

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2016/2017 eliminacje rejonowe

Część I. TEST WYBORU 18 punktów

PODSTAWY CHEMII ANALITYCZNEJ. Analiza wagowa

Synteza Cu(CH 3 COO) 2 H 2 O oraz (NH 4 ) 2 Ni(SO 4 ) 2 6H 2 O

Sporządzanie roztworów buforowych i badanie ich właściwości

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW 2017/2018. Eliminacje szkolne

KWASY I WODOROTLENKI. 1. Poprawne nazwy kwasów H 2 S, H 2 SO 4, HNO 3, to:

SZCZEGÓŁOWE KRYTERIA OCENIANIA Z CHEMII DLA KLASY II GIMNAZJUM Nauczyciel Katarzyna Kurczab

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: podstawowy

Reakcje utleniania i redukcji Reakcje metali z wodorotlenkiem sodu (6 mol/dm 3 )

XI Ogólnopolski Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2018/2019. ETAP I r. Godz Zadanie 1 (10 pkt)

Precypitometria przykłady zadań

ZADANIA Z KONKURSU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ (RÓWNOWAGI W ROZTWORZE) Opracował: Kuba Skrzeczkowski (Liceum Akademickie w ZS UMK w Toruniu)

Spis treści. Wstęp... 9

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

V KONKURS CHEMICZNY 23.X. 2007r. DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW WOJEWÓDZTWA ŚWIĘTOKRZYSKIEGO Etap I czas trwania: 90 min Nazwa szkoły

Zadanie 2. [2 pkt.] Podaj symbole dwóch kationów i dwóch anionów, dobierając wszystkie jony tak, aby zawierały taką samą liczbę elektronów.

PREPARATYKA NIEORGANICZNA. Przykład 1 Ile kilogramów siarczanu(vi) żelaza (II) można otrzymać z 336 kg metalicznego żelaza?

Chemia - laboratorium

Zadanie: 1 (1pkt) Zadanie: 2 (1 pkt)

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

Fragmenty Działu 5 z Tomu 1 REAKCJE W ROZTWORACH WODNYCH

Chemiczne metody analizy ilościowej (laboratorium)

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

imię i nazwisko, nazwa szkoły, miejscowość Zadania I etapu Konkursu Chemicznego Trzech Wydziałów PŁ V edycja

WYMAGANIA EDUKACYJNE

Zadanie 1. (2 pkt) Określ, na podstawie różnicy elektroujemności pierwiastków, typ wiązania w związkach: KBr i HBr.

Instrukcja dla uczestnika. II etap Konkursu. U z u p e ł n i j s w o j e d a n e p r z e d r o z p o c z ę c i e m r o z w i ą z y w a n i a z a d a ń

Kryteria oceniania z chemii kl VII

Świat roztworów lekcja powtórzeniowa

XXIII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2015/2016

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2012/2013

Zadanie 2. [3 pkt.] Podaj wzory trzech związków o budowie jonowej, w których wszystkie kationy i aniony tworzące te związki mają po 18 elektronów.

Temat 7. Równowagi jonowe w roztworach słabych elektrolitów, stała dysocjacji, ph

REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE WYBRANYCH KATIONÓW

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej w poszczególnych tematach podręcznika Chemia Nowej Ery dla klasy siódmej szkoły podstawowej

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej z chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej

Spis treści. Właściwości fizyczne. Wodorki berylowców. Berylowce

MAŁOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY

ĆWICZENIE 2 KONDUKTOMETRIA

ĆWICZENIA LABORATORYJNE WYKRYWANIE WYBRANYCH ANIONÓW I KATIONÓW.

TEST NA EGZAMIN POPRAWKOWY Z CHEMII DLA UCZNIA KLASY II GIMNAZJUM

III Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2010/2011. ETAP I r. Godz Zadanie 1

Otrzymywanie siarczanu(vi) amonu i żelaza(ii) soli Mohra (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 6H 2 O

Karta pracy IV/1a - Reakcje w roztworach: - rozpuszczanie, rozpuszczalność i krystalizacja

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów 13 stycznia 2017 r. zawody II stopnia (rejonowe)

PODSTAWY STECHIOMETRII

C1: Oznaczanie uranu w nawozach fosforanowych z wykorzystaniem detekcji promieniowana alfa.

SPRAWOZDANIE 2. Data:... Kierunek studiów i nr grupy...

XIV Konkurs Chemiczny dla uczniów gimnazjum województwa świętokrzyskiego. I Etap szkolny - 23 listopada 2016

XXII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2014/2015

Mechanizm działania buforów *

OBLICZANIE WYNIKÓW ANALIZ I

XIV Konkurs Chemiczny dla uczniów gimnazjum województwa świętokrzyskiego. II Etap - 18 stycznia 2016

XV Wojewódzki Konkurs z Chemii

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MANGANU W GLEBIE

Odpowiedź:. Oblicz stężenie procentowe tlenu w wodzie deszczowej, wiedząc, że 1 dm 3 tej wody zawiera 0,055g tlenu. (d wody = 1 g/cm 3 )

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy. dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2013/2014

HYDROLIZA SOLI. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

OCENA CZYSTOŚCI WODY NA PODSTAWIE POMIARÓW PRZEWODNICTWA. OZNACZANIE STĘŻENIA WODOROTLENKU SODU METODĄ MIARECZKOWANIA KONDUKTOMETRYCZNEGO

MAŁOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2012/2013

Wymagania przedmiotowe do podstawy programowej - chemia klasa 7

Ćwiczenia laboratoryjne 2

UKŁADY WIELOFAZOWE ROZDZIELANIE MIESZANINY CHLORKÓW SODU I POTASU

Chemia - B udownictwo WS TiP

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

Piotr Chojnacki 1. Cel: Celem ćwiczenia jest wykrycie jonu Cl -- za pomocą reakcji charakterystycznych.

IX Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2016/2017. ETAP I r. Godz Zadanie 1 (11 pkt)

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW. Eliminacje rejonowe II stopień

Chemia - laboratorium

prof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak

g % ,3%

Czy równowaga jest procesem korzystnym? dr hab. prof. nadzw. Małgorzata Jóźwiak

XXIV KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2016/2017

RÓWNOWAGA I SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNEJ

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2010/2011

Chemia klasa VII Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny Semestr II

PRAKTIKUM Z CHEMII OGÓLNEJ

MAŁOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY

substancje rozpuszczalne bądź nierozpuszczalne w wodzie. - Substancje ROZPUSZCZALNE W WODZIE mogą być solami sodowymi lub amonowymi

III-A. Chemia wspomaga nasze zdrowie

ĆWICZENIE 4. Oczyszczanie ścieków ze związków fosforu

Otrzymywanie siarczanu(vi) amonu i żelaza(ii) woda (1/6) soli Mohra (NH4)2Fe(SO4)2 6H2O

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Ocenę niedostateczną otrzymuje uczeń, który:

6. ph i ELEKTROLITY. 6. ph i elektrolity

Transkrypt:

ĆWICZENIE NR 4 OTRZYMYWANIE PREPARATÓW RADIOCHEMICZNIE CZYSTYCH. Nośnikowe metody wydzielania izotopów promieniotwórczych W badaniach radiochemicznych ma się zwykle do czynienia z bardzo małymi ilościami substancji. W tych warunkach pierwiastek promieniotwórczy ze względu na małe jego stężenie w roztworze nie jest zdolny do tworzenia samodzielnej fazy stałej, ponieważ stężenie żadnego z jego związków nie osiąga iloczynu rozpuszczalności. Przy badaniu mikroskładnika (substancji znajdującej się w stanie bardzo dużego rozcieńczenia) podczas przemian chemicznych wprowadza się do roztworu nośnik tzn. substancję, której będzie towarzyszył badany pierwiastek w czasie tych przemian. Jako nośnika używa się, jeśli to możliwe, trwałego izotopu lub mieszaniny trwałych izotopów badanego pierwiastka. Nośnik taki nosi nazwę nośnika izotopowego. Ponieważ właściwości chemiczne izotopów tego samego pierwiastka prawie się nie różnią, zachowanie się trwałego izotopu (nośnika) pozwala wnioskować o zachowaniu się pierwiastka promieniotwórczego w przemianach chemicznych. W przypadkach, gdy pierwiastek promieniotwórczy nie posiada trwałych izotopów, używa się jako nośnika pierwiastka podobnego pod względem chemicznym i śledzi się zachowanie badanego pierwiastka w czasie przemian chemicznych, w których uczestniczy nośnik. W tych przypadkach właściwości chemiczne badanego pierwiastka nie są identyczne z właściwościami nośnika lecz tylko zbliżone do nich. Stosowanie tego rodzaju nośników, tzw. specyficznych nośników nieizotopowych jest możliwe dzięki procesom współkrystalizacji. Jeszcze jednym typem nośników stosowanych w badaniach radiochemicznych są tzw. niespecyficzne nośniki nieizotopowe. Pojęciem tym objęte są związki pierwiastków znacznie różniące się właściwościami od odpowiednich związków badanego pierwiastka. Działanie tego typu nośników oparte jest najczęściej na zjawisku adsorpcji. Proces przejścia mikroilości substancji z roztworu do fazy stałej (wraz z nośnikiem nieizotopowym) nosi nazwę współstrącania (współunoszenia). Podstawowa reguła współstrącania brzmi: mikroskładnik zawsze ulega współunoszeniu z ciałem stałym powstającym przez krystalizację lub strącanie, jeżeli może przyczyniać się do budowy normalnej sieci, tzn. jeśli tworzy kryształy izomorficzne z kryształami makroskładnika. W przypadku braku izomorfizmu mikroskładnik współstrąca się lub adsorbuje na ciele stałym

jeśli tworzy nierozpuszczalny związek z jonem przeciwnego znaku wchodzącym w skład makroskładnika. Adsorpcja lub współstrącanie są znacznie ułatwione, jeśli ciało stałe ma dużą powierzchnię i niesie ładunek elektryczny o znaku przeciwnym niż ładunek mikroskładnika. następujące: Mechanizmy współstrącania nie są jednoznacznie wyjaśnione. Zwykle wyróżnia się 1. tworzenie kryształów mieszanych 2. okluzja 3. adsorpcja Ad.1. Tworzenie kryształów mieszanych polega na zastępowaniu jonów w sieci krystalicznej nośnika jonami współstrącanymi. Jeżeli wymiary obu jonów są bardzo bliskie, mogą tworzyć się kryształy mieszane o dowolnym wzajemnym stosunku jonów, jest to przypadek powstawania tzw. rzeczywistych kryształów mieszanych. Kryształy mieszane mogą tworzyć się także z jonów o dość dużych wymiarach, wtedy ilość współstrącanych jonów jest ograniczona i kryształy takie określa się jako anomalne. Ad.2. Drugi mechanizm współstrącania, okluzja, polega na mechanicznym zatrzymywaniu substancji obecnych w roztworze włącznie z rozpuszczalnikiem w szybko rosnącej sieci krystalicznej osadu. Mechanizm ten występuje często w przypadku strącania osadów koloidalnych. Obce jony i cząsteczki rozpuszczalnika zatrzymywane są wewnątrz szybko tworzących się agregatów. Powolne, kilkakrotne strącanie osadów pozwala w znacznej mierze uniknąć okluzji i otrzymać czyste osady. Ad.3. Mechanizm adsorpcji związany jest z powierzchnią utworzonego osadu. Ponieważ jony na powierzchni osadu nie są w pełni skoordynowane, powierzchnia ta wykazuje zawsze pewien ładunek i może zatrzymywać z roztworu jony o przeciwnym ładunku. Jest sprawą dyskusyjną czy tego rodzaju współstrącanie jest typowym procesem adsorpcji czy też występuje tutaj mechanizm zbliżony do wymiany jonowej. Obecny stan badań pozwala na poczynienie pewnych uogólnień dotyczących współstrącania z nośnikiem nieizotopowym: Osad posiadający sieć jonową ma tendencję do adsorbowania z roztworu takich substancji jak kwasy, zasady i sole zawierające kation lub anion występujący w tej sieci. Zdolność adsorbowania jonów tworzących związki chemiczne z jonami sieci nośnika (przeciwnego znaku), jest tym większa im mniejsza jest rozpuszczalność tworzonego związku (reguła Fajansa-Panetha-Habera dotycząca adsorpcji) i im mniejsza jest dysocjacja jonowa związku zaadsorbowanego.

Zachodząca wskutek adsorpcji wymiana jonów z roztworu z jonami sieci może występować również w przypadku substancji rozpuszczonych nie mających wspólnego jonu z siecią. Ilość mikroskładnika współstrącajaca się na skutek adsorpcji powierzchniowej jest tym większa im większa jest powierzchnia osadu, im trudniej rozpuszczalne jest współstrącające się połączenie i im większym ładunkiem elektrycznym obdarzony jest współunoszony jon. Otrzymywanie preparatów radiochemicznie czystych. Związek radiochemicznie czysty jest to związek promieniotwórczy lub niepromieniotwórczy, wolny od obcych zanieczyszczeń promieniotwórczych. Jeżeli jakaś substancja A jest zanieczyszczona inną substancją B zawierającą izotop promieniotwórczy, radiochemiczną czystość A można uzyskać przez: 1. całkowite usunięcie śladów B 2. zmianę zanieczyszczeń promieniotwórczych na niepromieniotwórcze W tym drugim przypadku nie zwiększa się czystości chemicznej związku A, lecz jego czystość radiochemiczną. Osiąga się to przez parokrotne strącanie oczyszczonego związku A dodając każdorazowo nośnik niepromieniotwórczy. Strącanie osadu zawierającego związek A w obecności promieniotwórczych jonów B w roztworze powoduje współstrącanie tych ostatnich. Dodanie izotopowego nośnika dla substancji B ma przeciwdziałać zanieczyszczeniu preparatu A współstrącanym B. Nośniki stosowane w tym charakterze określane są nazwą nośników wstrzymujących lub hamujących. Stanowią one pewnego rodzaju rozcieńczalniki dla izotopów promieniotwórczych, których współstrącanie jest niepożądane. Nośnik wstrzymujący nie zapobiega współstrącaniu zanieczyszczającego pierwiastka, inaczej, może on powodować wzrost całkowitej liczby współstrącanych atomów tego pierwiastka. Jednak ponieważ udział procentowy zanieczyszczającego izotopu promieniotwórczego w ogólnej liczbie atomów tego pierwiastka obecnych w roztworze bardzo znacznie się zmniejsza po dodaniu nośnika, więc udział ten zmniejsza się tak samo w tej ilości danego pierwiastka, która uległa współstrącaniu jako domieszka.

Tematem ćwiczenia jest: I. Oczyszczanie fosforanu sodu od zanieczyszczeń 35 S (w formie jonów SO -2 4 ) przez dwukrotne jego wytrącanie jako MgNH 4 PO 4. II. Oczyszczenie siarczanu sodu od zanieczyszczeń 32 P (w formie jonów PO -3 4 ) przez dwukrotne strącanie zanieczyszczeń. Aparatura i odczynniki: Licznik G.M. okienkowy wraz z układem liczącym, wirówka laboratoryjna, urządzenie do sączenia, łaźnia wodna lub kubek grzewczy. 1/40 m Na 2 SO 4, 1/60 m Na 2 HPO 4, 5 M amoniak, 1 M HCl, 0,25 M BaCl 2, mieszanina magnezjowa ( 2 g MgCl 2 6H 2 O + 4 g NH 4 Cl + 1 kropla stęż. HCl dopełnić wodą do 200 cm 3 ). roztwory Na 35 2 SO 4 lub H 35 2 SO 4 (I wersja ćwiczenia) oraz Na 2 H 32 PO 4 lub H 32 3 PO 4 (II wersja ćwiczenia). Wykonanie ćwiczenia: Wersja I 1. Odmierzyć do zlewki 4 cm 3 Na 2 HPO 4 + 6 cm 3 H 2 O. Do tak przygotowanego roztworu dodać roztwór Na 35 2 SO 4 (lub H 35 2 SO 4 ) w takiej ilości, aby częstość zliczeń wynosiła 20 40 imp/s cm 3. 2. Do dwóch zlewek odmierzyć po 3,5 cm 3 roztworu przygotowanego wg. punktu 1. 3. Dodać do każdej zlewki 0,5 cm 3 mieszaniny magnezjowej i 1 cm 3 amoniaku. 4. Zawartość zlewek dobrze wymieszać i postawić na 10 minut na łaźni wodnej w temperaturze ok. 60 C, po czym odwirować. 5. Jeden z odwirowanych osadów przenieść na sączek, przemyć paroma cm 3 Na 2 SO 4, przemyć wodą i wysuszyć. 6. Zlać ciecz znad drugiego osadu i osad rozpuścić przez dodanie 0,5 cm 3 HCl. Następnie dodać 3 cm 3 Na 2 SO 4. 7. Strącić ponownie osad, odsączyć przemyć i przygotować do pomiaru (patrz punkty 3,4,5). 8. Zmierzyć aktywność obu preparatów odległości około 2 cm od okienka licznika. Preparat otrzymany w punkcie 7 ćwiczenia powinien wykazać dużo mniejszą aktywność (wyższą czystość radiochemiczną) od preparatu otrzymanego w punkcie 5. Ewentualne dalsze oczyszczanie osadu od 35 S można osiągnąć przez powtarzanie czynności rozpuszczania i strącania.

Wersja II 1. Do 10 cm 3 roztworu Na 2 SO 4 dodać roztwór aktywny Na 2 H 32 PO 4 w takiej ilości, aby częstość zliczeń wynosiła 20 40 imp/s cm 3 2. Do dwóch zlewek odmierzyć po 4,0 cm 3 roztworu przygotowanego wg. punktu 1. 3. Do jednej z tych dwóch zlewek dodać 5 cm 3 HCl i 1 cm 3 BaCl 2. Powstały osad BaSO 4 odsączyć, przemyć gorącą wodą, wysuszyć i przygotować do pomiaru. 4. Do drugiej zlewki dodać 1,5 cm 3 Na 2 HPO 4 i strącić osad MgNH 4 PO 4, postępując jak w części I, punkty 3 i 4. 5. Zebrać ciecz znad osadu, dodać do niej ponownie 1,5 cm 3 Na 2 HPO 4, znowu strącić osad MgNH 4 PO 4 i odwirować. 6. Zebrać ciecz znad osadu i wytrącić BaSO 4 jak w punkcie 3 części II. 7. Zmierzyć w tej samej geometrii pomiarowej częstość zliczeń pochodzącą od obu preparatów i porównać ich czystość radiochemiczną. Opracowanie wyników: 1. Porównać aktywności otrzymanych osadów. Ile razy należy powtórzyć proces oczyszczania aby otrzymać preparat radiochemicznie czysty?