Radioaktív nyomjelzés analitikai kémiai alkalmazásai

Átírás

1 Rdioktív nyojelzés nlitiki kéii lklzási

2 A rdioizotópos nyojelzős ódszerek csoportosítás gykorlti szepontok szerint Fiziki kéii ódszerek, pl.: oldékonyság eghtározás, diffúzió vizsgált, fázisok közötti egoszlások vizsgált (elválsztástechnik), rekcióechnizusok tnulányozás. htárfelületi folytok vizsgált. Anlitiki lklzások, pl.: rdioetrikus nlízis, z izotóphígításos ódszerek, RIA-ódszer, z utordiográfi, neutronktivációs nlitik, stb. Szerkezet- és felületvizsgáltok Biológii, orvos-biológii lklzások Ipri lklzások

3 A nyojelzős vizsgáltok csoportosítás z ktivitás és fjlgos ktivitás egváltozás lpján Száláló szorozzuk -vl, z illető tofjt vgyis z illető rdioktív tog bolás-sebességével, osztjuk z Avogdro-féle szál ( A) és szorozzuk, nevezőt pedig óltöegével (M): rdioktív indikátor ktivitás, rendszerben lévő i-edik tofjt töege. A kettő hánydos fjlgos ktivitás (). i i i i X n n A M λ n n A i i i

4 A nyojelzős vizsgáltok csoportosítás z elegyedési entrópi lpján. A vizsgált során fjlgos ktivitás ne változik, vgyis z elegyedési entrópi kísérletek teljes időtrt ltt iális. Ilyenkor elegendő z ktivitást érni rendszer különböző helyein és időben, z ktivitások rányából z nygennyiség eloszlás egyszerűen egdhtó. 2. A vizsgált során fjlgos ktivitás egváltozik, ert rdioktív izotópot inktív izotópjávl hígítjuk. Ilyenkor fjlgos ktivitást kell eghtározni hígítás előtt és után. A fjlgos ktivitás egváltozásából lehet következtetni hígító nyg ennyiségére. Ezen z elven lpulnk z izotóphígításos nlitiki eljárások.

5 Rdiogrvietri Anygennyiség eghtározás rdioktív nyojelző lklzásávl Oldékonyság Fázisátenettel járó folytok htásfokánk eghtározás Grvietri Elválsztástechnik legkülönbözőbb ódszerei (krotográfiák, etrkció, ioncsere) Elektrolízis htásfokánk eghtározás

6 Cspdékleválás htásfokánk eghtározás Sr-Y elválsztás: 90 Sr 90 Y 90 Zr 30 év 64 ór A htásfok egállpítás 85 Sr nyojelzővel Trnszuránok kvntittív eghtározás: cspdékos, etrkciós, ioncserés elválsztások-olyn nyojelzőt dnk, elyik nincs intábn

7 Szilárd int (forró részecske) yojelzők: 242Pu, 243A, 232U, (229Th) Feltárás: cc. HO3/(HF) Oldás: 8M HO3-bn Etrkciós krotográfi UTEVÁ-vl A/C frkció Pu frkció Th frkció) U frkció Effluens bepárlás 9M HCl/0,MHI4 Eluálás: 4M HCl Eluálás: 0,M HCl df3-os együtt- Bepárlás df3-os együttlecspás lecspás A/C forrás df3-os együtt- U forrás lecspás Pu forrás

8 Oldékonyság eghtározás Hevesy: PbS oldékonyságánk eghtározás Pb ( O 3 ) 2 20 A PbS fjlgos ktivitás ugynnnyi szilárd ill. oldott állpotbn: /=áll. Az oldt ktivitásánk érésévl z oldott nyg ennyisége száíthtó. L PbS =0-33 ol 2 d -6 Pb S 2 2 PbS

9 Rdioetrikus titrálás A térfogtos nlitiki eljárások egyik kiegészítése, speciális végpont-jelzési ódszerrel. A rdioetrikus titrálás kkor lklzhtó, h eghtározndó ion titrálószerrel rosszul oldódó cspdékot vgy könnyen etrhálhtó vegyületet d és eghtározndó vgy titráló ion nyojelezhető. A titrálás során különböző ennyiségű titrálószer hozzádás után érik kivált cspdék vgy szűrletének ktivitását, illetve etrkciónál z egyik fázis rdioktív nyg trtlát. A. Rdioktívn nyojelzett oldttl titrálnk, oldtot érik B. A eghtározndó eleet nyojelzik sját rdioktív izotópjávl, oldtot érik C. Cspdékot érik

10 Rdioetrikus titrálás H két egyás ellett lévő nyg koncentrációját kell eghtározni és két nyg hsonló cspdékánk oldhtóság vgy kopleének stbilitás között különbség vn, rdioetrikus titrálás lehetőséget d indkettő eghtározásár, csk ngyobb oldékonyságú illetve kisebb stbilitású kopleet dó ion nyojelzése ellett. A rdioetrikus titrálásnk int végpontjelzési ódszernek előnye pl. potencioetrikus titrálássl szeben érhető ennyiség és titrálószer térfogt közötti lineáris függvény - logritikus helyett, - i fölöslegessé teszi sok pontból felvett titrálási görbe értékelését, ásrészt érés utotizálását is könnyen egvlósíthtóvá teszi.

11 . Bürett 2. Keverő 3. Óloárnyékolás 4. Injekciós fecskendő 5. Üvegspirál 6. GM-cső 7. elektroos ipulzusszáláló 8. Szűrőben végződő üvegspirál

12 Izotóphígításos ódszerek λn A A ktivitás, n rdioktív gok ennyisége, bolási állndój. A fjlgos ktivitás kezdetben ( 0 ): A M n λn 0 z inktív hordozó ennyisége. ennyiségű további inktív hordozó dgolás után teljes ktivitás (A) ne változik, fjlgos ktivitás ( ) csökken: A M n λn ' ' ' ' 0 n n n ' ' 0 n :

13 Hígításos nlitiki ódszerek Alklzás feltételei: Jól definiált sztöchioetri Tisztán kinyerhető vegyület e szükséges kvntittív elválsztás Mólszá helyére írhtó pl. töeg, térfogt, ktivitás helyére intenzitás (zonos érési körülények) Alklzási példák: Ritkföldféek eghtározás Prffinok Trtályok térfogtánk érése Rdioiuno ssy ódszerek Mérések árló rendszerekben

14 Hígításos nlitiki ódszerek: típusok Egyszerű izotóphígításos ódszer: ne ktív nyg ennyiségének eghtározás ktív nyg hozzádásávl Fordított izotóphígítás: rdioktív nyg ennyiségének eghtározás inktív nyg hozzádásávl Derivált izotóphígítás: eghtározndó nyg rdioktív foráj közvetlenül ne lklzhtó, vele szárzékot képező rdioktív nyg viszont igen. Ezt előállítjuk, jd fordított izotóphígítás ódszerét lklzzuk. Lépések: AB A B AB B B AB ( AB AB) B AB AB B AB AB (átlkítás) (hígítás) (kinyerés)

15 Hígításos nlitiki ódszerek: típusok Kettős izotóphígítás: olyn kis ennyiségű nygot kell eghtározni, elynek fjlgos ktivitás ( 0 ) hígítás előtt ne htározhtó eg. A vizsgálndó nygot két részre osztjuk és két különböző ennyiségű ( és 2 ) inktív hígítót dunk. Összekeverés után izoláljuk tiszt nygot, eghtározzuk fjlgos ktivitásokt ( és 2 )

16 Hígításos nlitiki ódszerek: típusok Dinikus izotóphígítás: árló (nyitott rendszerek) izotópos jelzése. Legyen egy V térfogtú trtálynál folydék átfolyási térfogtsebessége w. Adott t=0 időpillntbn 0 fjlgos ktivitású indikátort dunk rendszerhez. Ideális keveredést feltételezve t időpontbn kilépő folydékbn fjlgos ktivitás: 0 e w t V Több sorb kpcsolt trtály esetén z i-edik trtályból kifolyó folydék fjlgos ktivitás: i 0 w t V i i e w t V

17 Hígításos nlitiki ódszerek: típusok Szubsztöchioetrikus nlízis: olyn kis ennyiségeknél, hol fjlgos ktivitás ne htározhtó eg. A rdioktív izotópot zonos ennyiségben trtlzó eredeti és isert koncentrációjú oldtokból indig zonos, pontosn eghtározott, de benne levő nygennyiségnél kisebb ennyiségű nygot válsztunk le pl. kopleképzéssel. A kopleet elkülönítjük (pl. etrkcióvl, ioncserével), likvot résznek ktivitását érjük. Az ktivitás hígító oldt koncentrációjánk növekedésével csökken. Az isert koncentrációjú oldtokt klibráló oldtként hsználjuk. Az iseretlen ktivitását kpott görbéről olvssuk le.

18

19 Pneth-Ire féle felületeghtározás H csere csk felületen egy végbe: X: felületen levő took/ionok szá c 0 telített oldt koncentrációj, vgyis z oldékonyság V z oldt térfogt PbSO 2 4 Pb * * PbSO Pb G T S elegy oldt ktivitás szilárd ktivitás H szilárd fázis belsejében is történik csere: kezdeti gyorsbb eelkedés után lssú eelkedő szksz. Ennek kezdetére etrpolálv htározzuk eg felületi csere végét. 4 0 c V X 2