Физико-химические основы синтеза и применения тонкослойных неорганических сорбентов. Николай Дмитриевич Бетенеков
как если бы часть радиоактивного изотопа находилась в коллоидном состоянии.
Рис. 1.24. Распределение коллоидов циркония по размерам [10].
На рис. 1.24 приведены данные по распределению коллоидных частиц циркония по размерам в зависимости от рН, полученные методом ультрафильтрации через ядерные фильтры производства ОИЯИ (г.Дубна) с размером пор 0, 1; 0, 5; 1, 1 мкм.
Несмотря на ряд преимуществ метода ультрафильтрации по сравнению с методом диализа, основным затруднением в его применении является также влияние адсорбции, которое иногда очень трудно учесть или исключить.
Одним из свойств, характерных для коллоидов, является способность их осаждаться под действием силы тяжести. Седиментация коллоидов радиоактивных изотопов в стеклянных трубках была впервые изучена на примере изотопов полония, висмута и свинца, в дальнейшем для изучения состояния радиоактивных изотопов в растворе был предложен метод центрифугирования, во много раз усиливающий действие силы тяжести и ускоряющий процесс осаждения коллоидов. Размеры частиц могут быть определены по формуле
где r – радиус частиц; g – ускорение силы тяжести; η – коэффициент внутреннего трения; x1 и x2 – начальное и конечное удаление частиц от оси вращения; ρ – плотность частицы; ρ0 – плотность среды; w – угловая скорость; t – продолжительность центрифугирования .
При использовании метода центрифугирования для изучения состояния радиоактивных изотопов, находящихся в растворах в микроконцентрациях, следует учитывать возможность искажения результатов вследствие адсорбции радиоактивного изотопа на стенках центрифужных пробирок. Для исключения влияния адсорбции поступают различным образом: 1) стенки пробирок насыщаются радиоактивным изотопом путем последовательного центрифугирования свежих порций исследуемого раствора; 2) величина адсорбционных потерь радиоактивного изотопа на стенках пробирок определяется экспериментально и учитывается в дальнейшем при вычислении процента седиментации; 3) вычисление процента оседания радиоактивного изотопа производится путем сравнения активностей раствора в верхней и нижней частях пробирок: адсорбция влияет одинаково на обе порции раствора и, тем самым, влияние ее исключается при вычислении процента центрифугирования; 4) производится предварительное насыщение стенок пробирок для уменьшения адсорбции радиоактивного изотопа.
При изучении состояния микроколичеств радиоактивных изотопов в растворах методом центрифугирования следует иметь в виду, что истинные коллоиды радиоактивных изотопов в случае бесконечно малых их концентраций являются чрезвычайно высокодисперсными (~1 нм) и могут осаждаться лишь при ускорении 25000 – 50000 g. В обычных центрифугах на 3000 – 6000 об./мин. можно выделить частицы с радиусом ~30 – 40 нм, т. е. главным образом определить количество радиоактивного изотопа, адсорбированного на случайных загрязнениях раствора.