Isotope Effects of Water in Liquid–Vapor Equilibria on Passing to Water–Non-Electrolyte Solvent

A. K. Lyashchenko; Лященко А. К.; A. V. Polkovnichenko; Полковниченко А. В.; N. N. Kulov; Кулов Н. Н.

doi:10.31857/S0040357123030107

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

Авторы: Лященко А.К.¹, Полковниченко А.В.¹, Кулов Н.Н.¹
Учреждения:
1. Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Выпуск: Том 57, № 3 (2023)
Страницы: 249-251
Раздел: Статьи
Статья опубликована: 01.05.2023
URL: https://bakhtiniada.ru/0040-3571/article/view/138458
DOI: https://doi.org/10.31857/S0040357123030107
EDN: https://elibrary.ru/RPGNOS
ID: 138458

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

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

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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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