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超镅元素的離子交換分離


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-06-28

       在超镅元素的鑒定中離子交換是不可缺少的，而且對前面的元素，特別是痕量物質(zhì)也是重要的。在前面文章中我們已看到鑭系+3價(jià)離子從陽離子交換柱上可用各種絡(luò)合劑淋洗，例如，緩沖的檸檬酸鹽，乳酸鹽或二羥基丁酸鹽溶液，而淋洗次序遵循水合離子半徑的次序，因此，镥先被淋洗下來而鑭最后。

       通過與鑭系離子的詳細(xì)比較及對像Np3+或Pu3+這樣較輕的錒系元素的外推數(shù)據(jù)大約能夠精確的預(yù)測較重的錒系元素的淋洗次序。由于特征的核輻射甚至可以識別元素的幾個(gè)原子。
       在分離中的主要問題是(a)錒系作為一組從鑭系離子中分離出來(在產(chǎn)生錒系元素的轟擊中作為裂變碎片而形成)(b)錒系元素彼此分離。
       用濃鹽酸作淋洗劑能夠解決前一個(gè)問題；因?yàn)殄H系離子更容易形成氯的絡(luò)合物，它們首先從離子交換柱上解析下來，因此可以有效的分離一組；相反，錒系較強(qiáng)的吸附在陽離子交換柱上。雖然某些錒系離子在陽離子交換柱上用濃鹽酸淋洗能分離，但解析是不令人滿意的，特別是Cf和Es的分離。在提高溫度時(shí)，(直到90℃)操作中等交聯(lián)度的強(qiáng)堿型的陰離子交換樹脂，用10M LiCl作淋洗劑，則有一個(gè)比較有效的組分離。除了提供一個(gè)鑭系-錒系二組分離而外，錒系元素分成Pu、Am—Cm，Bk，和Cf—Es幾個(gè)組。Gd和Ho以及Cm和Es的淋洗次序相反現(xiàn)在還不能解釋，除此之外，淋洗次序按著原子序數(shù)Z增加的次序進(jìn)行的，其中La是最后一個(gè)被強(qiáng)烈的吸附。
       用檸檬酸或類似的淋洗劑可以使錒系離子彼此間有效的分離；在某些典型的淋洗曲線中相應(yīng)的鑭系元素的相對位置并列在圖28-7中。我們可以看到，在二個(gè)系列中相應(yīng)元素的間隔出現(xiàn)了非常顯著的類似性。在Gd與Tb之間以及Cm和Bk之間有一個(gè)明顯的斷裂，這可歸因于它們各自有一個(gè)半充滿的4f和5f殼層使離子半徑變化很小而產(chǎn)生的。淋洗順序常常不像圖28-7那樣正規(guī)。用某些絡(luò)合劑，例如，硫氰酸鹽，發(fā)現(xiàn)有更復(fù)雜的淋洗順序，但仍有利于凈化，例如，能夠提高Am的純度。

       用離子交換分離后，用氟化物或草酸鹽可以使錒系化合物以常量沉淀出來或者以跡量的物質(zhì)捕集在難溶的氟化物的沉淀上。

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