* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

185 ИЗОТОПНЫЕ ИНДИКАТОРЫ —ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ 186 с т р и р о в а т ь , п р о в е д я синтез к и п я ч е н и е м с у л ь ф и т а с меченой э л е м е н т а р н о й с е р о й . П о с л е р а з л о ж е н и я тиосульфата метка S полностью остается в элемен­ т а р н о й сере: N a S S 0 Na S0 - j - S . В качестве в а р и а н т а метода И . и. д л я в ы я с н е н и я м е х а н и з м а н е к - р ы х р е а к ц и й и с т р о е н и я х и м и ч . соеди­ нений может быть и с п о л ь з о в а н изотопный обмен.. Способность к изотопному обмену о п р е д е л я е т с я строе­ нием м о л е к у л и п р и р о д о й заместителей, р е а к ц и е й среды, н а л и ч и е м с о л ь в а т а ц и и и а с с о ц и а ц и и , о к и с л и ­ тельно-восстановительных процессов, катализаторов и т. д. П о зависимости к о н с т а н т ы с к о р о с т и изотоп­ ного обмена от темп-ры о п р е д е л я ю т э н е р г и ю а к т и ­ вации р е а к ц и и обмена, что п о з в о л я е т с у д и т ь о х а ­ р а к т е р е химич. с в я з и , ее р е а к ц и о н н о й способности и о п о д в и ж н о с т и атомов и г р у п п . 35 3 5 35 2 3 2 3 Области использования изотопных индикаторов. Все ука­ занные направления применения И. и. широко используются в различных областях химии, биологии, медицины, техники, сельского х-ва и т. д . Ниже приводятся отдельные примеры их использования. В Н е о р г а н и ч е с к о й х и м и и И. и. использова­ лись для доказательства существования неустойчивых соеди­ нений (гидридов свинца, гидратов благородных газов); д л я определения состава и строения комплексных соединений, строения окислов и кислот; для изучения механизма образо­ вания тионатов и политионатов, гетерополисоединений и д р . , механизма реакций с перекисью водорода и процессов ее ката­ литич. разложения и т . д . И. и. принадлежит большая роль в открытии и установлении места в периодич. системе новых элементов — технеция, прометия, астатина, трансурановых элементов. В а н а л и т и ч е с к о й х и м и и И. и. нашли много­ численные применения в анализе редких и рассеянных эле­ ментов, минералов, рудных и горных пород, промышленных отходов и концентратов. Разработаны методы быстрого и точ­ ного контроля близких по свойствам элементов — Nb и Та, Zr и Hf, Se и Те, редкоземельных и д р . элементов. - И . и. незаменимы при оценке и усовершенствовании мето­ дов количественного разделения; они дают ответ на вопросы количественно ли разделение, соосаждаются ли примеси, про­ исходят ли потери при нагревании, прокаливании и т. п. Благодаря И. и. стала возможной объективная оценка точ­ ности, усовершенствование старых и создание новых анали­ тич. методов; при этом существенно повысились чувствитель­ ность и точность определений, стали возможными надежные методы определения кларковых количеств элементов в поро­ дах и метеоритах, полупроводниках с содержанием примесей порядка 1 0 & » — Ю г/з. В области о р г а н и ч е с к о й х и м и и метод И. и. весьма эффективен при выборе возможных схем процессов. Напр., путем введения С в различные положения молекулы углеводорода и изучения продуктов окисления была опроверг­ нута теория деструктивного окисления и предложен радикаль­ но-цепной механизм процесса. Существование промежуточ­ ных комплексов в реакции обмена между галогеналкилом и галогенидионом подтверждает механизм вальденовского обра­ щения, поскольку скорость изотопного обмена совпадает со скоростью рацемизации. Д л я объяснения кинетич. особенно­ стей реакции Меншуткина R N + R X г=* R N + + Х ~ предпо­ лагалось существование промежуточного комплекса, однако это не подтвердилось опытами с мечеными тритием алкилиодидами. В ф и з и ч е с к о й х и м и и И. и. используются д л я определения коэфф. активности, изучения диффузии и само­ диффузии, определения упругости пара, растворимости, рас­ пределения вещества между фазами, выяснения механизма реакций, усовершенствования методов приготовления катали­ заторов и т. д. При изучении реакций, протекающих с обра­ зованием промежуточных веществ, предложен кинетич. изо­ топный метод, позволяющий устанавливать путем совместного решения уравнений кинетики процесса и изменения изотоп­ ного состава, генетич. взаимоотношения веществ, участвующих в сложных химич. реакциях. Возможности этого метода были продемонстрированы на примере изучения механизма окисле­ ния Метана. При помощи С 0 было убедительно доказано существование активных центров на поверхности никелевого катализатора. Радиоактивные И. и. используются для опре­ деления поверхности кристаллич. веществ путем изучения реакций гетерогенного обмена ионов между поверхностью и раствором. В этом случае получают значение «активной» по­ верхности, что более важно, чем оценка чисто геометрич. по­ верхности. Радиоактивный метод определения поверхности нашел" применение при оценке активной поверхности катали­ заторов и цементов.- 1 0 1 4 3 4 1 4 С И. и. изучалась кинетика окислительно-восстановитель­ ных реакций, процессы обмена между металлом и ионами, применимость закона Нернста при ультрамалых концентра­ циях а т. д. Частичное замещение в молекулах одних изотоп­ ных атомов на другие вызывает смещение и расщепление спектральных линий, помогающее расшифровать спектр и выяснить строение сложных молекул. В б и о х и м и и И. и. используются д л я выяснения строе­ ния молекул белков и нуклеиновых к-т, а также механизма синтеза нуклеиновых к-т, белков, жиров и углеводов в живом организме. С помощью изотопов углерода, кислорода и водо­ рода удалось выяснить механизм нек-рых стадий фотосинтеза. Установлено, что весь выделяемый растениями кислород полу­ чается из воды, а углерод, поглощающийся растением в виде углекислого газа, через короткое время, пройдя ряд промежу­ точных стадий, оказывается в сложных органич. соединениях, являющихся основой жизнедеятельности растений. В г е о л о г и и своеобразной разновидностью метода И. и. является использование изменения изотопного состава естественных радиоактивных элементов в результате радио­ активных превращений или благодаря нарушению радиоак­ тивных равновесий в процессах, миграции. Первый эффект используется в радиоактивных методах определения возраста геологич. формаций (см. Возраст геологический абсолютный); изучение количественных соотношений между членами есте­ ственных радиоактивных семейств дает ценные сведения о пу­ тях миграции, позволяет устанавливать генезис месторож­ дений. И. и. в т е х н и к е и п р о м ы ш л е н н о с т и позво­ ляют решать р я д важнейших проблем. В металлургии мето­ дом И. и. установлены факторы, влияющие на процессы ста­ леварения в мартеновских и электрич. печах, изучен процесс расплавления ферросплавов в жидком металле и распределе­ ния легирующих материалов при выплавке стали, определена скорость шлакообразования, исследовано движение газов и шихтовых материалов в доменных печах. Радиоактивные индикаторы используются при определеции прочности состав­ ных частей сплавов, при выявлении причин брака, при ана­ лизе металлов, д л я контроля процессов термич. обработки металлов и т. д, В металлообрабатывающей пром-сти И . и. при­ меняются д л я определения износа материала трущихся по­ верхностей. В Нефтяной пром-сти — при исследовании буро­ вых скважин и изучении режима грунтовых вод. При перека­ чивании по нефтепроводам различных нефтепродуктов метят первые порции каждого вида, чтобы определять границу раз­ дела. Широкие возможности открываются перед применением И. и. в б и о л о г и и , м е д и ц и н е , п о ч в о в е д е н и и , сельском хозяйстве. В медицине метод И. и. по­ зволяет успешно изыскивать новые меры борьбы с инфекцион­ ными заболеваниями, проводить диагностику, изучать дейст­ вие лекарственных препаратов, выяснять характер обмена веществ в нормальных и больных организмах. Ветеринария использует меченые лекарственные соединения д л я преду­ преждения и диагностики заболеваний с.-х. животных. В энто­ мологии изотопы фосфора, железа, серы и д р . с л у ж а т для наблюдения за поведением насекомых, их питанием, мигра­ цией, физиологией, переносом ими различных бактерий, грибков и вирусов. В рыбном хозяйстве И. и. применяются д л я подсчета числа мальков, в водоемах. Использование изотопов фосфора, азота, серы и д р . элементов дало возможность выяс­ нить р я д вопросов, связанных с питанием растений. Использование изотопов фосфора, углерода и т. наз. мик­ роэлементов позволило рационально подойти к составлению кормового рациона, изучить динамику движения этих эле­ ментов во всех частях организма животного, исследовать фак­ торы, влияющие на рост домашних животных. При мелиора­ тивных исследованиях И. и. помогают определять влажность почвы, выяснять режим движения воды и минеральных солей в грунтах, устанавливать количество промывных вод при от­ мывке засоленных почв. При помощи меченых соединений была показана возможность измерений объема и веса зеленой массы растений на корню. И. и. позволили решить много сложных научных и прак­ тич. вопросов и получить высокий экономич. эффект в ряде произ-в. JliXm.: Б р о д с к и й А. И . , Химия изотопов, 2 и з д . , М., 1957; Р о г и*н с к и й С. 3., Теоретические основы изо­ топных методов изучения химических реакций, М., 1956; Использование радиоактивности при химических исследова­ ниях, пер. с англ., М., 1954; X е в е ш и Г . , Радиоактивные индикаторы..., пер. с англ., М., 1950; Изотопы и излучения в химии, М., 1958 (Тр. Всес. научно-технич. конференции); К о¬ м а р С , Радиоактивные изотопы в биологии и сельском хозяйстве, пер. с англ., М., 1957; Применение меченых атомов в аналитической химии [ Д о к л . на конференции], М., 1955; Изотопы в биохимии. Сб. статей, пер. с англ., под р е д . А. М. К у ­ зина, М., 1953; Труды международных конференций по мир­ ному использованию атомной энергии, Женева, 1955, 195S, М., 1957—59; Б р о д а Э., Ш е н ф е л ь д Т . , Применение радиоактивности в технике, пер. с нем., М., 1959; Радиоактив­ ные изотопы и ядерные излучения в народном хозяйстве СССР. Тр. Всес. совещания 12—16 ацр. I960 г., т. 1—4, М., 1961; К у р с а н о в А. Л . , Меченые атомы в разработке научных основ питания растений, М., 1954; А р о н о в С , Изотопные методы в биохшмни, пер. с англ.., М., 1959; Применение радио¬ активных изотопов в аналитической химии, [ Т р у д ы комиссии по аналитической химии, т. 9 (12)], М., 1958; Radioisotopes in scientific research. Proceedings of the International confe­ rence held in Paris in September, 1957, v. 1—4, L . — N . Y . — P . — Los Angeles, 1958 (UNESCO). К. Б . Заборенко. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ — неидентичность свойств изотопов д а н н о г о э л е м е н т а , обусловленная