Франций
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
В°ктинiю випускали альфа-частинки, у всiх же iнших випадках вони випромiнювали бета-частинки (тобто електрони), перетворюючи в ядра iзотопу торiю. Ну, а що ж вiдбувалося при альфа-випромiнюваннi?
Розрахунок показував, що, викинувши альфа-частинку (тобто ядро гелiю), ядро iзотопу актинiю худло рiвно настiльки, щоб стати не чим iншим, як ядром iзотопу 87-го елементу. Дiйсно, у результатi досвiдiв зявлявся продукт розпаду актинiю з властивостями важкого лужного радiоактивного металу. Це i був нiколи ранiше не зафiксований у природi довгоочiкуваний ека-цезiй, точнiше, його iзотоп з масовим числом 223. Так у 1939 роцi був вiдкритий один iз останнiх доуранових елементiв. На честь своСФi батькiвщини Пере назвала його францiСФм.
Роздiл 3. Методи отримання та дослiдження
Францiй-223довгий час був СФдиним iзотопом, що застосовувався в дослiдах по вивченню хiмiчних властивостей елементу №87. Тому природно, що хiмiки шукали методи прискореного видiлення його з 227Ас. У 1953роцi М.Перi i вiдомий французький радiохiмiк Ж.Адлов розробили експрес-метод видiлення цього iзотопу за допомогою паперовоi хроматографii,
За цим методом розчин 227Ас, що мiстить 223Fr, наноситься на кiнець паперовоi стрiчки, що занурюСФться в спецiальний розчин. При русi розчину по паперовiй стрiчцi вiдбуваСФться розподiл по нiй радiоелементiв. 223Fr, як лужний метал, рухаСФться з фронтом розчинника i вiдкладаСФться пiсля iнших елементiв. Пiзнiше Адлов запропонував використовувати для видiлення 223Fr складну органiчну сполуку a-тенойлтрифторацетон (ТТА). Описаним методом за
1040хвилин удаСФться видiлити чистий препарат францiю-223. Через малий перiод напiврозпаду працювати з цим препаратом можна не бiльше двох годин, пiсля чого утворюСФться помiтна кiлькiсть дочiрнiх продуктiв i потрiбно або очищати францiй вiд них, або видiляти його заново.
З розвитком технiки прискорення iонiв i створенням циклотронiв були розробленi новi методи одержання францiю. При опромiненнi торiСФвих або уранових мiшеней протонами високих енергiй утворяться iзотопи францiю. Найбiльш стiйким з них виявився францiй-212з перiодом напiврозпаду 19,3хвилини. За 15хвилин опромiнення 1г урану пучком протонiв з енергiСФю 660МеВ на синхроциклотронi Лабораторii ядерних проблем ОбСФднаного iнституту ядерних дослiджень у Дубнi утворюСФться 5тАв1013г францiю-212з активнiстю 2,5тАв107розпадiв за хвилину.
Видiлення францiю з опромiнених мiшеней процес досить складний. За дуже короткий час його потрiбно видiлити з сумiшi, що мiстить майже всi елементи перiодичноi системи. Кiлька методик видiлення францiю з опромiненого урану розроблено радянськими радiохiмiками А.К.Лаврухiною, А.А.Позняковим i С.С.Родiним, а з опромiненого торiю американським радiохiмiком Е.Хайдом. Видiлення францiю засноване на осадженнi його з нерозчинними солями (перхлоратом або кремневольфраматом цезiю) або з вiльною кремневольфрамовою кислотою. Час видiлення францiю цими методами складаСФ 2530хвилин.
Ще один спосiб одержання францiю заснований на реакцiях, що вiдбуваються при опромiненнi мiшеней зi свинцю, таллiю або золота багатозарядними iонами бора, вуглецю або неону, прискореними на циклотронах або лiнiйних прискорювачах. Придатнi такi пари мiшень+снаряд: Pb+B; Tl+C; Au+Ne. Примiром, францiй-212утворюСФться при опромiненнi золотоi фольги iонами неону-22з енергiСФю 140МеВ:
79Au197 + 10Ne22 = 89Ac219 = 87Fr 212+ 2He4 + 30n1
Як же здiйснюються алхiмiчнi процеси XX столiття? Найтоншу золоту фольгу (товщиною усього кiлька мiкрон), помiщену в касету, опромiнюють прискореними iонами неону вiдбуваСФться ядерна реакцiя, у результатi чого утворюСФться iзотоп францiю з масовим числом 212. Пiсля пiвгодинноi артпiдготовки касету з фольгою доставляють у лабораторiю, де в захиснiй шафi за допомогою манiпулятора опромiнене золото витягають з касети. Зовнi фольга виглядаСФ так само, як i перед дослiдом; насправдi ж вона мiстить десятки тисяч атомiв францiю. Вiдверто кажучи, зовсiм не густо, але сучасним ученим найчастiше приходиться мати справу буквально з декiлькома атомами речовини. Так, елемент № 101 (згодом названий мендСФлСФвiСФм) був вiдкритий американськими вченими, коли в них у руках побувало всьго 17 атомiв, та й то не одночасно, а в результатi приблизно дюжини експериментiв (по 12 у кожному). Так що десятки тисяч атомiв це цiлий скарб.
Отже, францiй одержаний, але робота з ним тiльки починаСФться: адже його треба витягти з золота й очистити вiд усiх iнших осколкiв розпаду атомних ядер, а вже потiм пiддати детальному дослiдженню. Усе це треба проробити воiстину з космiчною швидкiстю, оскiльки перiод напiврозпаду iзотопу францiю, який одержують при обстрiлi золота, лише 19 хвилин.
Спочатку фольгу розчиняють у царськiй горiлцi i за допомогою спецiальних золотоуловлювачiв видаляють весь дорогоцiнний (але зовсiм зайвий у данiй ситуацii) метал. Тепер треба переконатися, що ця операцiя пройшла успiшно: електроннi прилади, в основi роботи яких лежить метод мiчених атомiв, категорично заявляють, що в розчинi немаСФ жодного атома золота. Але все ще не вилученi iншi домiшки. Якщо вони залишаться, то дослiджувати францiй безглуздо, тому що картина може бути перекручена i вченi отримають неправдиву iнформацiю. А вiдпущений час невблаганно скорочуСФться.
Позбавлений золота розчин кiлька разiв проганяють крiзь колонку, що заповнена речовиною, що жадiбно поглинаСФ всi зайвi продукти ядерних реакцiй i пропускаСФ лише францiй. РЖ ось нарештi о