1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теоретические основы химической технологии
  4. T. 57, № 3, 2023

Теоретические основы химической технологии, 2023, T. 57, № 3, стр. 249-251

Изотопные эффекты воды в равновесиях жидкость–пар при переходе к водно-неэлектролитному растворителю

А. К. Лященко a, *, А. В. Полковниченко a, **, Н. Н. Кулов a

a Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Москва, Россия

* E-mail: aklyas@mail.ru
** E-mail: anzakhlevniy@rambler.ru

Поступила в редакцию 03.03.2023
После доработки 14.03.2023
Принята к публикации 15.03.2023

Аннотация

В растворах неэлектролитов присутствует единая сетка водородных связей, включающая молекулы растворенных веществ, связанную воду, объемную воду и гидратные оболочки молекул в растворе. При определенных условиях должны существовать корреляции объемных свойств жидкой смеси и коэффициента разделения изотопных форм воды между жидкой и паровой фазами. Смещение изотопного равновесия в системе жидкость–паровая фаза для воды при переходе от воды к растворам неэлектролитов связано с нарушением степени связанности и структурированности воды смешенного растворителя. На примере растворов мочевины показано, что этот эффект может быть одним из основных и может определять увеличение коэффициентов разделения изотопных форм воды при переходе от воды к раствору.

Ключевые слова: разделение изотопов, дейтерий, протий, структура воды, мочевина, коэффициент разделения

Список литературы

  1. Lyashchenko A.K. Structure and Structure-Sensitive Properties of Aqueous Solutions of Electrolytes and Nonelectrolytes. In: Advances in Chemical Physics, W. Coffey (Ed.). 2007. P. 379–426

  2. Лященко А.К., Серебренников Г.М., Тараненко Н.П. Температурная зависимость сокристаллизации солей из водных растворов // Журн. неорганической химии. 1982. Т. 27. С. 1895–1902

  3. Frank H.S., Franks F. Structural Approach to the Solvent Power of Water for Hydrocarbons; Urea as a Structure Breaker // J. Chem. Phys. 1968. V. 48. P. 4746–4757. https://doi.org/10.1063/1.1668057

  4. Lyashchenko A.K., Dunyashev V.S., Zasetsky A.Yu. Effects of concentration on the microwave dielectric spectra of aqueous urea solutions // Russian J. Physical Chemistry A. 2017. V. 91. P. 887–893. https://doi.org/10.1134/S0036024417050168

  5. Kakiuchi M. Distribution of isotopic water molecules, H2O, HDO, and D2O, in vapor and liquid phases in pure water and aqueous solution systems // Geochim. Cosmochim. Acta. 200. V. 64. P. 1485–1492. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(99)00281-1

  6. Kulov N.N., Polkovnichenko A.V., Lupachev E.V., Voshkin A.A., Magomedbekov E.P. Distribution of Hydrogen Isotopes between Phases at Vapor–Liquid Equilibrium in Aqueous Salt Solutions // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2020. V. 54. P. 132–138. [Кулов Н.Н., Полковниченко А.В., Лупачев Е.В., Вошкин А.А., Магомедбеков Э.П. распределение изотопов водорода между фазами при парожидкостном равновесии водных солевых растворов // Теорет. основы хим. техн. 2020. Т. 54. № 1. С. 3–9]https://doi.org/10.1134/S0040579520010108

  7. Kulov N.N., Polkovnichenko A.V., Lupachev E.V., Kisel’ A.V., Voshkin A.A., Magomedbekov E.P. Studying the Kinetics of Mass Transfer in the Distillation of Water Hydrogen Isotopes in the Presence of Urea // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2021. V. 55. P. 207–214. [Кулов Н.Н., Полковниченко А.В., Лупачев Е.В., Кисель А.В., Вошкин А.А., Магомедбеков Э.П. Исследование кинетики процесса массообмена при ректификации изотопов водорода воды в присутствии карбамида // Теорет. основы хим. техн. 2021. Т. 55. № 2. С. 135–142]https://doi.org/10.1134/S0040579521020044

  8. Pokalchuk V.S., Magomedbekov E.P., Rastunova I.L., Chebotov A.Yu., Kulov N.N. Estimation of the Separation Coefficient of Oxygen Isotopes in Aqueous Salt Solutions // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2020. V. 54. P. 1127–1130. [Покальчук В.С., Магомедбеков Э.П., Растунова И.Л., Чеботов А.Ю., Кулов Н.Н. Оценка величины коэффициента разделения изотопов кислорода в водных солевых растворах // Теорет. основы хим. техн. 2020. Т. 54. № 6. С. 663–667.]https://doi.org/10.1134/S0040579520060184

  9. Kakiuchi M., Matsuo S. Fractionation of hydrogen and oxygen isotopes between hydrated and free water molecules in aqueous urea solution // J. Phys. Chem. 1985. V. 89. P. 4627–4632. https://doi.org/10.1021/j100267a043

  10. Jakli G., van Hook W.A. Isotope effects in aqueous systems. 12. Thermodynamics of urea-h4/water and urea-d4/water-d2 solutions // J. Phys. Chem. 1981. V. 85. P. 3480–3493. https://doi.org/10.1021/j150623a025

  11. Horita J., Wesolowski D.J. Liquid-vapor fractionation of oxygen and hydrogen isotopes of water from the freezing to the critical temperature // Geochim. Cosmochim. Acta. 1994. V. 58. P. 3425–3437. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/0016-7037(94) 90096-5

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Теоретические основы химической технологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал