При растворении многих веществ в дейтериевой (D2O) или тритиевой (3Н2О) воде происходит обмен атомов водорода на дейтерий D или тритий 3Н.
Изотопный обмен характеризуется как самопроизвольное перераспределение изотопов химического элемента между различными фазами системы (в частности, между различными агрегатными состояниями одного и того же вещества), частицами (молекулами, ионами) или внутри молекул (сложных ионов).
При изотопном обмене сохраняется неизменным элементный состав каждого участвующего в обмене вещества, изменяется лишь его изотопный состав.
Распределение изотопов между веществами в состоянии равновесия характеризуется коэффициентом распределения, определяющим соотношение равновесных концентраций изотопов в реагирующих веществах. При равномерном распределении изотопов коэффициент распределения равен 1.
Однако, на практике равномерное распределение изотопов в реагирующих веществах происходит только для изотопов лёгких элементов.
Для лёгких изотопов углерода, азота и кислорода с небольшими разницами атомных масс при достижении химического равновесия изотопного обмена каждый изотоп распределяется между реагирующими веществами равномерно.
Для изотопов тяжёлых элементов дейтерия и трития эта неравномерность в распределении между некоторыми веществами может достигатьсотен процентов.
Отклонение от равномерного распределения зависит не только от массы изотопов, но и от химического состава веществ, между которыми происходит изотопный обмен. Кроме того, коэффициент распределения зависит от температуры и во всех случаях по мере её повышения приближается к 1.
Скорость протекания изотопного обмена определяется механизмом реакций. В некоторых случаях изотопный обмен протекает практически мгновенно (например, при ионных реакциях в растворе), в других случаях - крайне медленно или же не происходит вовсе. Для ускорения изотопного обмена так же, как и для других химических реакций, часто используют различные катализаторы.
ПОЛНЫЙ ТЕКСТ В ПРИЛОЖЕНИИ
Viperson
