043

A HibUl. IM1U.1 .Vv»i    r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS >*}

2 11 ZASTOSOWANIE IZOTOPÓW W BADANIACH CHEMICZNYCH    43

Jedyny bezpośredni sposób wykazania, ze taki proces, zwany dyfuzją własną, istotnie w ciałach stałych się odbywa, polega na użyciu atomów znaczonych. Aby prześledzić dyfuzję własną, na przykład w metalicznym ołowiu, nakłada się na jego powierzchnię (np. metodą elektrochemiczną) cienką warstewkę ołowiu zawierającego izotop promieniotwórczy i próbkę pozostawia na pewien czas w podwyższonej temperaturze. Po zakończeniu wygrzewania próbki skrawa się z mej cienkie warstewki metalu równolegle do powierzchni i oznacza ich radioaktywność. Pozwala to stwierdzić, jak głęboko atomy znaczone w niknęły w próbkę pierwotną oraz jakie jest ich stężenie na różnych głębokościach.

Ta sama metoda może oczywiście służyć do badania dyfuzji atomów obcych, np. atomów węgla w żelazie, w wysokich temperaturach. Izotopy promieniotwórcze znalazły także zastosowanie w śledzeniu dyfuzji w cieczach.

Określanie rozpuszczalności substancji trudno rozpuszczalnych. Jak wiadomo, nic istnieją substancje całkowicie nierozpuszczalne. Oznaczenie niezmiernie małej rozpuszczalności soli uważanych za praktycznie nierozpuszczalne sprawia pewne trudności. Może wymagać na przykład odparowania bardzo dużych objętości cieczy. Przy wyznaczaniu rozpuszczalności PbCrOi trudności te udaje się ominąć w ten sposób, że do roztworu łatwo rozpuszczalnej soli ołowiu (octanu lub azotanu) dodaje się znaną ilość tej samej soli zawierającej nieco promieniotwórczego izotopu ołowiu i następnie strąca się osad PbCiO<. Osad len po odsączeniu i przemyciu wytrząsa się z czystą wodą. ponownie odsącza i oznacza aktywność promieniotwórczą roztworu. Na tej podstawie oraz znanego stosunku ołowiu promieniotwórczego do nicpromicniotwórczcgo w PbCrOi oblicza się całkowitą zawartość ołowiu w roztworze.

Badanie mechanizmu reakcji chemicznych. Zagadnienie to można zilustrować na przykładzie reakcji między nadtlenkiem wodoru. H.O-. a silnie utleniającymi związkami lub jonami, jak PbO’, Mn0₄. Cr₂Oj itd Podczas tej reakcji wydziela się tlen. Nie było jednak rzeczą jasną, jakie jest jego pochodzenie. Mógł być oddawany przez obydwa reagenty, na przykład

OPbO ł ÓOHz = PbO • 11,0 + O. lub tylko przez nadtlenek wodoru

H;0 = 2H + O;

PbO.+ 211- PbO+ 11,0

Stosując nadtlenek wodoru H_:^mO_; zawierający izotop tlenu '*0 (nicpromicniotwór-czy. lecz możliwy do wykrycia za pomocą spektrometru mas), stwierdzono jednak, ze tlen wywiązujący się w postaci gazowej zawiera cząsteczki złożone tylko z '"O. co rozstrzygnęło wątpliwości na korzyść drugiej z dwóch wymienionych możliwości.

Wskaźniki izotopowe znajdują zastosowanie w analizie chemicznej, w badaniach nad kinetyką reakcji chemicznych, adsorpcją np Szeroko stosuje się je w badaniach biologicznych. Użycie izotopów promieniotwórczych węgla, fosforu i azotu pozwala na śledzenie wędrówki i przemian różnych substancji w organizmach żywych.