《放射性物质的分离》PPT课件

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1、第四章放射性物质的分离方法1共沉淀法2溶剂萃取法3离子交换法4层析法（液-液层析，液固层析)5电化学分离法其它分离法快速化学分离法第一节、共沉淀法1、共沉淀的原理上章的主要内容2、共沉淀的技术措施2.1载体的使用技术※载体分为同位素载体和非同位素载体，其在化学性质上与被分离的放射性核素相同或相近的物质。※载体的用量一般为几毫克到几十毫克。※载体的回收率与放射性核素的回收率相同，因此可能通过载体的回收率的来测定放射性物质的含量。回收率的定义为：※单氧化-还原法或氧化-还原循环法使载体和放射性核素的化学形态一致。※破坏放射性胶体（络合剂，酸煮回流)※使用反载体和净化载体※提高介质酸度

2、※加入放射性核素杂质络合剂※加入表面活性剂减少放射性核素在沉淀上的吸附※均相沉淀第二节、溶剂萃取法2.1概念利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。如四氯化碳加入溴水,溴单质就会从水相中转入四氯化碳（萃取剂）相中。。选用的萃取剂的原则：※和原溶液中的溶剂互不相溶；※对溶质的溶解度要远大于原溶剂；※要不易于挥发；※萃取剂不能与原溶液的溶剂反应萃取装置及操作2.2萃取过程中的分配关系1）能斯特分配定律2）分配比3）分离系数（两种溶质分离程度的衡量指标）4）萃取百分率按萃取机理可以将萃取分为：简单分子萃取，中性络合萃取，酸性络合萃取，离子缔合萃取和协同萃

3、取。2.3.简单分子萃取1）特点：被萃取物质在水相和有机相中都以中性分子存在，溶剂与被萃取物质没有化学作用，是一种被萃取物质在两相中溶解的竞争过程。2）原理在简单分子萃取体系中，被萃取的镕质在水相和有机相中常有电离、络合、聚合等作用，因此其分配比和分配常数一般是不同的。例如，在NaI存在的情况下用CCl4从水溶液中萃取I2，存在水相中的络合与水油相的分配两种平衡。络合：β为络合稳定常数分配：由分配比D的定义可知：令1+β[I-]=Y,表示络合程度，则：3）影响简单分子萃取的因素※被萃取溶质在有机相中的溶解度愈大，其分配比愈大。分配比值接近子溶质在两相的溶解度之比。※被萃取治质分子

4、的体积放大，愈有利于革取，其原因可近似地用空腔作用能的大小来解释。※水相中加入与溶质及苯取剂均不发生化学作用的盐类(称盐析剂)可大大提高被萃取溶质的分配比。这种作用称为盐析效应。※水相中存在能与被萃取溶质发生化学作用的物质，会影响萃取溶质的分配。2.4中性络合萃取1）特点：萃取剂是中性分子，被萃取溶质与萃取剂形成中性络合物而被萃取。主要中卢征络合萃取剂有：中性磷类，含氧萃取剂，酰胺，中性含氮萃取剂，二烷基亚砜等。磷酸脂烷基磷酸脂二烷基磷酸脂三烷基氧化磷烷撑三烷基氧化磷醇醚酚酮醇醚酚酮2）原理在中性络合萃取体系中，存在两种平衡（也可以表示为四种平衡），分别是水相中的络合平衡和水油两

5、相的萃取平衡。以TBP从硝酸溶液中萃取UO2(NO3)2为例。络合：萃取：则分配比Du中性络合萃取可以用通式表示为：萃取：络合：令Y：络合程度，βi：i级络合稳定常数。则分配比DM在低酸度条件下含氧萃取剂萃取金属盐也属于中性络合萃取，而高酸度条件下则属于酸性络合萃取。3）影响中性络合萃取的因素※萃取萃和性质和结构。萃取剂官能团上配位原子提供配位电子的能力愈强，共从取能力愈强。（因此多烷基中性磷类萃取剂较单烷基磷的萃取能力强）※萃取剂的浓度提高，会增加被萃取体系的萃取能力。※酸度的影响较为复杂。※水相中存在能与被萃取溶质发生化学作用的物质，会影响萃取溶质的分配。如水相中存在络合剂时

6、会降低溶质的分配比，会使分配比降低，但出于同一络合剂对不同金属离子的络合能力不同，因此加入络合剂常常可以增不同金属离子之间的分离系数。※盐析剂的影响（阴离子的同离子效应和阳离子的竞溶效应）※稀释剂的影响用以改善萃取剂的粘度和表面张力。4）应用实例Purex工艺。※第一循环为共去污循环※第二循环为钚铀分离循※第三循环为最后的净化循环2.5酸性络合萃取1）特点：萃取剂是有机弱酸，被萃取金属离子和萃取剂HA中的H+发生阳离子交换形成中性络合物而被萃取，所以这类萃取又可称为阳离子交换萃取。鳌合萃取、酸性磷类萃取及羧酸萃取都属于这类萃取。羧酸萃取在放射化学中的应用较少，这里不作介绍。2）鳌

7、合萃取的原理鳌合萃取可以用通式表示为：络合：在各级络合中，只有中性络合物被萃取。同样，令Y：络合程度，βi：i级络合稳定常数。则分配比DM酸性络合萃取剂能溶解于水相中，实际上包括酸性络合萃取包括四个平衡：①鳌合剂在水油两相的分配平衡，分配常数为λ②鳌合剂在水相中的电离平衡,电离常数为Ka③鳌合剂在水相中与放射性核素的络合平衡,络合常数βn④中性络合物在水油两相中的分配平衡∧。通过推导，可知：则，3）影响酸性鳌合萃取的因素※鳌合剂和鳌合物的性质。※鳌合剂的浓度※水相的pH值，当D=