Облучение - вода
Cтраница 4
Радиационные исследования показали, что первая величина изменяется от 1 до 20 молекул / iOO эв для неценных процессов и в пределах 102 - 106 для цепных. Поскольку данных по облучению вод весьма мало, рассмотрение должно основываться на результатах по радиолизу растворов органических и неорганических веществ. Авторы работ по экономике радиационного метода очистки [2] сточных вод считают, что большая часть реакций, протекающих при радиолизе, являются нецепными. Единственная реакция, которую можно рассматривать как цепную, - окисление. Для процессов окисления органических веществ в водных растворах сообщен выход 104 молекул / 100 эв. Однако эта величина получена в чистой системе при высоких концентрациях органических веществ. В сточных водах обычно могут присуггствовать ингибиторы цепи и, кроме того, концентрация органических веществ низка. [46]
Итак, в результате первичного акта радиолиза образуется целый ряд частиц. Необходимо отметить, что по причинам, связанным с механизмом потерь энергии, распределение этих частиц вначале неоднородно по объему. В работе [1] показано, что при облучении воды у-лучами ( источник 60Со) расстояние между точками последовательных актов ионизации вдоль направления падающего излучения составляет - 104 А. Электроны, образующиеся в этих точках, вызывают дальнейшую ионизацию, так что реакционноспособные промежуточные частицы образуются в канале, начальный диаметр которого примерно 20 А. В самом канале большое значение имеют реакции рекомбинации, приводящие к молекулярным продуктам. Промежуточные частицы могут также диффундировать из канала в объем раствора ( где их концентрация уменьшается до 10 - 8 моль / л) и реагировать с другими молекулами. [47]
Впрочем, отметив, что электрон в основных растворителях находится в свободном состоянии, мы допустили некоторую неточность. Разумеется, такая ничтожная по размерам частица обладает электростатическим полем исключительно высокой напряженности, и поэтому она будет притягивать к себе полярные молекулы растворителя, то есть будет сольватирована. Сольвати-рованный электрон известен и в водных растворах, где он образуется, например, при облучении воды и водных растворов источниками радиоактивного излучения. Я Н2О), то в сильноосновных растворителях сольватированный электрон весьма устойчив. Так, растворы натрия в жидком аммиаке хранятся без каких-либо изменений физических и химических свойств в течение нескольких месяцев. [48]
 |
Процент сохранения пепсина ным методом дало ве. [49] |
Данное обстоятельство приводит к принципиальному достоинству метода, заключающемуся в возможности определения молекулярного размера на неочищенном образце. Это особенно важно, поскольку тщательная очистка может изменять свойства молекулы. Образцы не должны, однако, содержать влаги больше, чем несколько процентов, так как иначе начнут проявляться эффекты, связанные с облучением воды. [50]
Обнаружено, что вещества, способные к окислению, находясь в водном растворе, окисляются при облучении рентгеновскими лучами, а вещества, способные к восстановлению, - восстанавливаются. Очевидно, значительная доля энергии, поглощенной водой, каким-то путем участвует в химических процессах, происходящих с растворенным веществом. При облучении воды последняя приобретает своего рода активность, которая сохраняется достаточно долго и вызывает реакции легко окисляющихся и легко восстанавливающихся веществ, находящихся в растворе. [51]
 |
Радиационно-химические процессы нецепной природы ( G 10 молекул / 100 эВ. [52] |
Процессы, происходящие под действием радиоактивных излучений на воду и водные растворы, привлекли внимание исследователей в первые же годы после выделения весомых количеств солей радия. Дебьерн еще в 1901 г. установили, что в растворах солей радия происходит непрерывное выделение водорода и кислорода. Дебьерн высказал предположение о возможности образования радикалов Н и ОН при облучении воды. [53]
Исторически одним из первых радиационно-химических процессов, который был детально изучен, явилось выделение газов из растворов, содержащих радий. Сначала было показано, что а-час-тицы разлагают воду на водород и кислород, частично остающийся в растворе в форме перекиси водорода. Если раствор аэрирован, то выход перекиси водорода увеличивается. При облучении у-кван-тами аэрированных растворов выход перекиси очень мал по сравнению с облучением воды, свободной от кислорода в закрытых сосудах. Наблюдения за окислением и восстановлением растворенных веществ позволили в 1914 г. Дебьерну [1] высказать предположение, что образующиеся в воде под влиянием облучения свободные радикалы могут определять химическое действие излучения. В настоящее время признано, что важнейшими промежуточными продуктами в воде и водных растворах являются свободные радикалы Н - ( или другие восстанавливающие частицы, например гидратированный электрон e q) и - ОН; кроме того, водород и перекись водорода также могут играть определенную роль в радиационно-химических реакциях. [54]
В тетраэдрическом комплексе ( см. рис. 30, а) не имеющая центра симметрии молекулярная орбита возбужденного электрона образована комбинацией различной четности орбит комплексообразователя и лигандов. Непосредственно над ней расположена центросимметрич-ная орбита типа е, так что первый из разрешенных переходов будет сравнительно низко энергетическим. Поэтому сильное оптическое поглощение с коэффициентом экстинкции - 104 - 105 л / молъ - см следует ожидать в видимой или даже инфракрасной области спектра. И действительно, именно здесь наблюдаются интенсивные полосы поглощения активных частиц, возникающих при облучении воды, аммиака, спиртов, формамида, диоксана и других жидкостей квазикристаллического тетраэдриче-ского строения, а также кристаллического льда. [55]
В последние годы в радиационной химии достигнуты значительные успехи в выяснении природы и реакционной способности первичных химических продуктов облучения воды, спиртов, углеводородов и других органических соединений. Новые более чувствительные методы анализа позволяют количественно определять продукты реакций этих первичных частиц с различными веществами в растворе. Методом импульсного радиолиза найдены константы скоростей многих таких реакций. Установление того факта, что гидратированный электрон является по существу простейшим ну-клеофилом, а гидроксильный радикал ( первичный окислитель, получающийся при облучении воды) обладает электрофильными свойствами, открыло новые перспективы в исследованиях механизма этих реакций с органическими соединениями в растворе. Число подобных работ, выполняемых специалистами в области радиационной химии, все возрастает. [56]
Страницы: 1 2 3 4