Химическая энциклопедия - изотопного разбавления метод

,

метод количеств. хим. анализа с использованием радиоактивных или обогащенных стабильных нуклидов в качестве индикаторов. Основан на изменении изотопного состава определяемого элемента в результате разбавления при смешении с анализируемым образцом. Особенность метода возможность проводить количеств. определения при неполном выделении в-ва.

В классич. варианте И. р. м. определение компонента основано на изменении уд. радиоактивности (S) при разбавлении в ходе анализа. К р-ру, в к-ром содержание т х анализируемого в-ва неизвестно, добавляют известное кол-во m ст того же в-ва, меченного радионуклидом с уд. радиоактивностью S1 = A/m ст, где Аобщая радиоактивность. После перемешивания р-ра и достижения равновесного распределения изотопов между введенным и анализируемым в-вами из р-ра выделяют часть анализируемого в-ва (экстракцией, ионным обменом, осаждением и др.), измеряют его массу m1 (спектрофотометрич., гравиметрич., титриметрич.

или др. методами) и радиоактивность A1. При этом его уд. радиоактивность S2 равна уд. радиоактивности в-ва в р-ре после смешения: 1.A/A1.Этот вариант наз. методом радиометрич. корректировки. Предел обнаружения (10^-2-10^-3%) ограничен пределом измерения массы выделенной доли в-ва соответствующим методом. Применение субстехиометрич.

выделения (СВ) позволяет избежать определения массы выделенного соед., проводить определение только по измерению активности и снизить предел обнаружения до 10^-5-10^-7%. СВ прием количеств. выделения части определяемого компонента, меченного радионуклидом, путем переведения (обычно на 50-70%) в др. хим. форму добавлением недостаточных, по сравнению со стехиометрией (т.

е. субстехиометрических), кол-в реагента. При практич. осуществлении к стандартному и анализируемому р-рам, в к-рые было введено одинаковое кол-во т у радионуклида определяемого компонента, добавляют реагент в равных субстехиометрич. кол-вах. Реагент должен полностью расходоваться на образование соед. с определяемым компонентом, а продукт р-ции легко отделяться от исходного в-ва.

Состав соед. должен быть постоянным. Чаще всего продукты р-ции выделяют экстракцией, ионообменной хроматографией, электрофорезом на бумаге и измеряют их активности A ст (стандартный р-р) и А х (анализируемый р-р). Значения mx рассчитывают по ф-ле: т х = my(A ст/x Ч 1). Определяемое соед. и продукт его взаимод. с реагентом могут находиться в разных или в одной и той же фазе.

В последнем случае необходимы дополнит. меры для их разделения. В варианте обратного И. р. м. к меченному радионуклидом в-ву добавляют нерадиоактивное в-во и рассчитывают т х по той же ф-ле, что в прямом методе. Применяют для анализа смесей радиоактивных в-в. В варианте двойного И. р. м. к двум аликвотам анализируемого р-ра добавляют известные кол-ва m1 и m2 радионуклида определяемого элемента (m1 №m2) и, используя прием СВ, измеряют выделенную активность А 1 и А 2.> Содержание элемента находят по ф-ле:

т х=[1m2(2 A1)]/(2A1 т 1 А 2).

Применяют, когда нет возможности приготовить стандартный р-р с хим. составом, близким к анализируемому. В к-варианте одинаковыми кол-вами радионуклида метят два р-ра: стандартный, содержащий m ст определяемого в-ва, и анализируемый, к к-рому добавляют k.

m ст этого в-ва (1 > k >0). Используя прием СВ, измеряют активность выделенных частей р-ра А ст и А х,> тогда т х = m> ст(Acт/A х Ч k). Преимущество этого варианта меньшее влияние погрешностей радиометрич. измерений на результаты анализа. В т. наз. суб-, суперэквивалентном методе (ССЭМ) используют две серии аликвот анализируемого р-ра.

Первая серия р-ров содержит одинаковое кол-во определяемого элемента (x), вторая серия также одинаковое кол-во определяемого элемента, но большее, чем х, в z раз. К р-рам первой серии последовательно приливают нарастающие кол-ва (у) нерадиоактивного нуклида определяемого элемента. Затем к р-рам первой и второй серий добавляют одинаковое кол-во реагента и измеряют радиоактивности проб (соотв.

Ав первой серии и А 0 во второй серии). Варьируя z, можно построить график зависимости отношения А 0/А> от у. Точка пересечения двух кривых (изоконцентрац. точка) позволяет определить x. При использовании стабильных изотопов в пробу вводят известное кол-во w трассера (изотопного индикатора) определяемого элемента с изотопным составом, отличным от природного.

Методом масс-спектроскопии измеряют отношения концентраций двух изотопов i и kдля трассера .