放射化学基础习题及答案_放射化学与核化学基础.pdf

放射化学基础习题答案第一章绪论答案（略）第二章放射性物质1.现在的天然中，摩尔比率238U：23 5U=13 8：1,238U的衰变常数为 1.54X10-10-1,235U 的衰变常数为 9.76X10-10 年-1.问（a）在二十 亿（2X10 9）年以前，238U与235U的比率是多少？（b）二十亿年来有 多少分数的238（J和235（J残存至今？解一：N=N eA0TV 238N238 1TV 138 f A 1N235 N235 1 e-保存至今的分数即e人则 238。：0.753 0.74235。:0.142 b 0.14解二：二十亿年内238。经过了 2x10 9=0.44个半衰期m21.54x10-1023经过了 2：?=2.82个半衰期 In 29.76xlO-i o保存到今的分数：f=10-0,3x0.44=0.747 238f=10-0.3x2.82=0.142351/62下载文档可编辑二十亿年前比率 匕_=上，=27:1U 235 1 e-%2.把lcm3的溶液输入人的血液，此溶液中含有放射性1=2000秒-1 O的24Na,过5小时后取出lcni3的血液，其放射性为1=16分-1。设24Na的半衰期为15小时，试确定人体中血液的体积。(答：60升)解：5小时衰变后活度：I=IG=20 0 0 xc弋=1587.4秒0人体稀释后 呼=3(lmin=60 s)v=5953 m/60 0 0 m/=60 L V 603.23 9Np的半衰期是2.3 9天，23 9Pu的半衰期是24000年。问1分 钟内在1微克的(a)23 9Np,(b)23 9PU中有多少个原子发生衰变？(答：(a)5.0 7X10 11；(b)2.6X10 0解：N=jX10 x 6.0 23 x 1023 2.5197 x 10 i so 23 9(a)N-N=N G-e-)=2.5197x10 15 xG-e-Q)=5.0 7xlChi 0 0(b)239Pu的半衰期太长 t二Imin时 q 1-N 0(30 I若t为1天，1小时等，再求出平均数，则与题意有距离。则N N=2.6x10 6 3 x10 604.(a)据报导，不纯的镭每克放射衰变每秒产生3.4X10.0粒 子，这 射线所产生的氨气以每年0.0 3 9毫升(在标准状态下)的速度聚集起来。从这些数据计算阿伏加德罗常数。(b)假设 镭中含痕量短寿命的放射粒子的子体元素。这将如何影响 你对(你所计算的正确性?(答:(a)6.2X10 23)解：(a)1年内产生的 粒子数：3,4x10 10 x3 60 0 x24x3 652/62下载文档可编辑1 年内产生的氮气的摩尔数PV RT1x0.0 0 3 98.3 1x273-1.71x10-6阿 佛加 得罗 常 数NA3.4x10 10 x3 60 0 x24x3 65 s-6.27 x 10231.71x10-6（b）Ra 一口一 Rn 子体 状一88 88因为Ra中含痕量的Rn的子体元素，也放射粒子数所以3.4x101。粒子/s不全是Ra发射的所以求N时，3.4x101。比纯Ra时偏高，A所以N也偏高A5.在现今的地质时期里，枷中含87Rb27.83%（重量百分数）。在30克某钠榴石石矿中，经分析发现含有450毫克锄和0.9毫克的锯。由质谱仪测知，其中的80%锯是87Sro假定87Sr是 由87Rb衰变生成的，87Rb的衰变常数为1.1X10-U年T。试计 算该矿物的年龄。（答：5.2X10 8）年解 一：87Rb 87Sr37 383 0 g 矿石中含87也：450 x27.83%mg87Sr：0.9x80%mg矿形成时含帘Rb:450 x27.83%+0.9x80%mgN=N e-卜0NN oe-j3/6 2下载文档可编辑,NIn inN in-o-=X450 x27.83%450 x27.83%+0.9x80%52乂0。年l.lxlO-ii 解二:残存至今的分数为450 x27.83%。-=2 450 x27.83%+0.9x80%In）l.lxio-u所以t=5.2x10 8年6.在一个洞穴中从灰中找到的木炭，每分钟每克给出mC8.6计数。计算木炭的年代。已知从一株活树的外部得来的木材，给出的计数是15.3,的半衰期为5730年。（答：4.8X10 3年）解一:I=1 e-oln-o-I,15.3 In8.6-a=e-兀In 2 57304.8x10 3 年解二:残存至今的分数为/=10.0.3-=103x 京 z4.8x 10 3 年15.37.某铀壮矿样品含有8.31%的23 8U,42.45%的23 2Th和0.96%的Pbo经测定铅的平均原子量为207.02。假定所有的铅都是由23 8U和23 2Th衰变生成的，最终产物分别为20 6Pb和 r f b o 23 8U和23 2Th衰变常数分别为1.54X10-1。年-1和4.95X10-U年-1。试（a）从20 6Pb的量。（b）从20 8Pb的量。（c）从铅的量，算出该矿物的年龄。（答：4.IX 108 年；2.6X10 8年；3.2X10 8 年）解：238。.206Pb（RciG），232Th Pb（TbG）设Pb中206Pb占X份（重量，208尸。为1 X份，1 4/62下载文档可编辑x=0.51a）设：矿样为1克矿中含出：0-009 6 X0-49/206八 0.0 83 1,23 V:-mol238形成矿时含238。：0.0 0 96x0.49 0.0 83 1,-+-mol206238N=N e-万 00.0 83 1In_?38_0.0 83 1 0.0 0 96x0.49-+-_逆_迎_=4.1 x 108 年 1.54x10-10(b)同理:0.4245In_ _0.4245 0.0 0 96x0.51-+-=22?208=2.6x。8年 4.95x10-11(c)衰变 mo l 数 n-N=N G-eA)0 00.0 83 1(J 0.4245(J 0.0 0 96-X 54x10-1。，1+-Y4.95x10-i 206Pb：0.4925x0.992896In_ 23 8 _0.4925 x 0.992896 0.0 60 3 0 9t=-23 8-?0 6:8.7 x 10 8 年m24.51x10 9对 235。207 Pb：0.4925x0.0 0 710 4In_ 235 _0.4925x0.0 0 710 4 0.0 0 4212-+-二-江-型一=9.925x10-11-18.68 x10 s:.T=_=6.98xl0 s 7.0 x10 8年1/2(235/)A.9.UI是 发射体，其t=4.5X10 9年。它的第一个 产物UX能1/2 1发射两个 粒子（最长的t=24.1天）而转变成U。U也是一个发1/2 11 11射体。从下面的实验中，估U计衰变的半衰期。从极大量的UI 11制备出相当纯粹的少量的UX（以作为载体）；其数量等于与8.381公斤UI的成放射性平衡时UX的量，相当于2.77X10，单位。大1约200天后，实际上所有的UX都已转变成U,其放射性（其中已1 11对杂质Io作了修正）为5.76个单位。如果把这个数字乘以7/62下载文档可编辑2.78,把UX的放射性乘以2.96,则他们将直接与所发射的a粒1子数目成正比。(答：3.3 7X 10 5年)解UI（238。）UX（234/7?）UII（234。）/QioTh）1 0dN-=XNdtdNUX:-%=Kx2.77x1O7x2.96=2i N i dt ux uxT 叭l/2（t/X（）K为比例系数，N为200天前UX的粒子数UX 1N为20 0天后的粒子数UII因为20 0天里，ux全转变为u，所以NJN42.77x10 7 x 2.96x7 丁.T=-=1.23 4x10 8天=3.3 8x10 5年i/2（w/）5.76x2.78 10.已知226Ra的半衰期为1620年，238U的半衰期为4.51X10 9年。试问在23 8U含量为40%的一吨沥青铀矿中226Ra的量应为多少？（答：0.136 克）解：TT1/2U/2Ra.238。与226H。达到长期平衡,N T贝！J-y-=iwN TRa 1/2 Ra设：该矿中有22a X克10 0 0 x10 0 0 x0.40238 _ 4.51x10 91620226x=0.13 6g11.试确定在等于地球年龄(4.5X10 9年)的时期内由1.0公斤238U8/62下载文档可编辑形成的铅的质量。（答：0.43公斤）解：238U的衰变经过了 一个半衰期，残存至今分数f=2-l=l；所以2衰变的分数二L2即 0.5kg 238 206 P b假设衰变链不中断，产生X kg Pb20 6；则0.5 _ x238 206x=0.43 kg12.某样品中，铀的含量可以这样测定，把样品溶在强HC1或HN03中，再用Zr P 0为沉淀剂，使所有的正四价离子沉淀为连二磷 2 6酸盐，然后过滤，干燥，并测定沉淀物的-辐射。有关的核反 应是：238-234 Th A 234 Pa 234。92 90 91 92（t=4.51X10 9 年）（t=24.1 天）（t=1.17 分）1/2 1/2 1/2这些元素只有Th能成为连二磷酸盐而沉淀。在10分钟以后，23 8U和其子体达到放射平衡，并且所测得的就是23 lPa的高能-辐射。今在三次实验中，样品各为（1）8.0 8毫克铀，以重铀酸 胺盐的形式存在，该盐已贮藏了好多年。（2）某一定量的工业产 品其中放射平衡已受到了干扰。（3）与是同一产品，且量也 相同，只是用连二磷酸盐来沉淀要比（2）迟了 18.1天。今用盖 格计数器测得，每分钟的计数是（1）1030,（2）113,（3）414。问（a）所得的计数占样品中23 4pa所发射的 射线的百分数是多少？（b）9/62下载文档可编辑样品和中各含多少毫克的铀？(答:(a)17.2%,(b)6.70毫克)解：(a)23 8U与23 4Th达到长期平衡N TII 1/)IN TTh/2,Th8.0 8x10-3-X24.1:.N=一遗_=4.97x1076/72。/Th 4.51x10 9x3 65因为丁 大，T 小，所以几年内衰变掉的23 8U少，仅为原 1/2,U 1/2,77?23 8U 的 7 X 10-10认为衰变前后23 8U量不变为8.0 8mg23 4Th也与23 4Pa达到平衡，则入N=九NTh Th Pa Pa23 4Pa的计数/=m NPa Pa:.r=-九NPa Pa10 3 0hNTh _1112 x 4.97 x 10-16 x 6.0 22 x IO2324.1x24x60=0.1723=17.2%样口 口口NThT|XTh113 In 20.1723 x-24.1x24x603.283 6x10 7I中2)同理样品(3)中N=1.20 3 0*10 8Th因为两样是同一产品,且铀量相同所以样品(3)中在18.1天前也有3.283 6x10 7个Th粒子用多代子体衰变公式：10/62下载文档可编辑N=-i N（e-九j e-xj）+N e-“2 A-A 1,0 2,0（下标为238（J；下标2为234Th）1.2030 x 108=-N（e-4.211x10-13x18.1-e-0.02876bRI*+I-取其一部分（I）用加热方法达到平衡，另取一部分（H）保持在3 CTC的恒温槽中，制成混合溶液50分钟时，将（I）和（II）中的碘乙烷分离出来，所得的两个同浓 度的溶液中，从（H）所得的溶液比活度仅为从（I）所得的 64.7%,试求在该温度下的反应速度常数k及半交换期。解:示，设CH I的化学浓度用a来表示，Nai的化学浓度用b来表2 5即 a=0.91M；b=0.13 5M t二50分时，交换度尸=J-=0.647PT 00因为_皿1-b)=,且是双分子反应,ab ln(l-F)=k ab a+t=k(a+b)t abIn(l-F)(a+b)KIn 2 0.0 199x(0.91+0.13 5)=3 3 mi n7.在很少量催化剂存在下，将3 2.7克澳乙烷和15.7克溟苯混合，溟苯是放射性的，其总放射性为1.0 X10 7贝克。经过一段时间交换反应后，测定0.1克谟乙烷，具有放射性1.0 X10 4贝15/62下载文档可编辑克。试求交换反应在该时刻的反应进行的百分数。解：演乙烷 a=3 2.7/10 9=0.3 mo l谟苯 b=15.7/157=0.Imo l设：平衡时澳乙烷的放射性为x Bq平衡时同位素均匀分配_1.0 xl0 7-x 0.3 0.1解得 x=7.5X10 612222x3 27 所以进行的百分数：q_=0.436=44%7.5x10 68.300毫克CHBr溶于40毫升乙醇后，与40 nll0.IMNaBr*溶液混 2 5和，测得其比放射性为3200贝克/毫升。试求在交换反应进行了10%及50%时，澳乙烷应有多大的放射性？解：澳乙烷 a=3 0 0/10 9mmo lNaBr b=40 X0.l=4mmo lt=0 时B=3 20 0 x(40+40)=3 20 0 x80 Bq 0t=oo 时 Aj=xBqco平衡时 同位素均匀分配解得 x=10 43 48Bq9.试求H(g)+D(g)-2HD(g)反应的反应级数，并推测其反应 2 2历程。已知在恒容下等分子数的H和D反应的结果为2 2f(K)1008 946P(mmHg)4.0 4.5 4.5 8.0 320 t(s)196 54611/2AVB=3 20 0 x80-%00 x 3 20 0 x 80-x3 0 0=4W91 6/6 2下载文档可编辑解：半交换期/=上x M1/2 a+b RR=k a.bJ 又等分子级数反应所以a二b/.R=k ai+j=k an一 2HD(g)0H(g)+D(g)2H +M2 k-止)H +D HD+D-2D +H T3 HD+H-2（链引发和链终17/62下载文档可编辑则“=k H D+k D H dt 2 2 3 2作稳态处理：4=k H-D-k D-H=O dt 2 2 3 2Ak D H k k H D 3 2 2 2k H-k H 2-k H D+k D H=0dt 1 2-1 2 2 3 2用上式代入，则由二Em2k H D=2k1/2 D 总反应级数为1.5第四章放射性核素的低浓物理化学答案（略）第五章放射化学的分离方法1.在0时，氯化领和氯化镭从溶液中共结晶共沉淀，并服从均 匀分配定律，分配系数D=5.21。求常量组分氯化领I析出6.49%时，为量组分氯化镭析出的百分数。（答：26.6%）解：均匀分配-5.21x1-6.49%得 x=0.724a所以RaCl析出的百分数为0 一0-734。=26.6%2 Q2.溶液中的微量氯化镭岁常量氯化领共沉淀，得如下数据:镭留在溶液中的百分数87.51 60.30 54.72领留在溶液中的百分数97.48 89.21 86.58试判断此服从均匀分配还是非均匀分配，并求其分配系数。（答：5.43）18/62下载文档可编辑解：均匀分配一=;)*;非均匀分配In廿二人In各b-y y x y X 87.51 60.30 54.72Y 97.48 89.21 86.58得 D 5.521 5.443 5.339X5.227 4.430 4.184D基本为常数。，为均匀分配平均D=5.43 3.将25毫升0.11M硝酸钢，10毫升0.10 M硝酸铅和25毫升0.10 M硫酸钠相混合。在产生沉淀并熟化一小时后，有的59%铅在沉淀中，试求领的回收率及富集因数。(答：69.5%,0.85)解：Ba和Pb都是常量物质，不服从共沉淀中的分配定律，它 们的沉淀完全由各自的性质而定。反应前：Ba(NO)：25X0.11=2.75mmo l3 2Pb(NO)：10 X0.10=1.Ommo l3 2Na SO：25X0.10=2.5mmo l2 4可见沉淀剂NaSO量少，假定全用完。2 4，59%的 Pb 沉淀。即 1.0 X0.59=0.59mm0 ISO2-沉淀4与 Ba2+结合的 SO 2-为：2.5-0.59=1.91mmo l4Ba2+的回收率3.=69.5%2.75富集因数S-与餐-0.849-0.85Pb/Ba 铲 0.695Ba(Ba在沉淀中富集)4 已知硫酸钦的溶度积为1.1X10-10,今将50毫升3.0 X10-5的19/62下载文档可编辑BaCl溶液与10 0毫升4.5义10期的Na SO溶液相混合，试求专贝以2 2 4BaSO形式沉淀的百分数。并求在Ba(Ra)SO-H0体系的均匀分配4 4 2系数为1.8的条件下，溶液中的镭转入沉淀的百分数。(答：55%,69%)解：沉淀前Ba2+=3.0 X10-5X=l,0 X10-5M150SO 2=4.5X10 5X=3.0 X10 5M4 150沉淀后：Ba2+SO 2-=l.IX lO-i o4设：沉淀后，溶液中Ba_2+=xM则沉淀后,溶液中S0 2=3.0 X10-5(1.0 X10 5-X)4=2X10-5+x，x(2X10-5+x)=1.IXlO-io二.x=4.5X10-6M，领I沉淀的百分数为1叱产1()-6=55%1.0 xlU-5又均匀分配：二=0士.二=L8x b-y y 0.55 0.45得 x=0.3 125a.镭沉淀的百分数为(1-03125)。=69%a5.如果 BaCO(Ksp=8X10-9)和 Sr CO(Ksp=2 X 10-9)形成均匀的固溶 3 3体，计算从起始时含有等摩尔Ba2+的Sr 2+和的溶液中析出一半锯时，沉淀中BaCO理论摩尔分数。(答：0.286)3解(一)Ba?+与Sr 2+无常量、微量之份，用容度积求20/62下载文档可编辑设起始时Ba2+=Sr2+=b 沉淀后Ba2+=xSr2+CO 2-Sr CO3 3沉淀后 b/2 CO 2-b/23Ba2+CO 2-4-BaCO3 3沉淀后 x CO 2-b-x3对Sr 2+形成的固体Sr CO时，k=Sr2+CO 2 3 SP&CO3 3-XCO2-形成不纯的固体时，k=z_:=2x10.9即,S,C O3 b2所以CO 2=2X10-93、,xCO 2-又左 二-2sp,BaCC3 b-XXX 2x10-9 b-x=8x10-9所以 x=0.8b b-x=0.2b（解二）形成均匀固体溶液，按均匀分配定律来计算c k 2x10-9 1D=-=一k 8x10-9 4sp.BaCO3设起始时Ba2+=Sr 2+=b 沉淀后Ba2+=xb-x-nx-b-x-ix xb-y y b/2 4 b/2得 x=4/5b b-x=l/5b6.CaCO和Sr CO的溶度积分别为1.8X10-9和5.4X10-8。今用 2 4 2 40.11摩尔草酸处理1升含有0.10摩尔Ca2.和1.0 X106摩尔Sr 2+的溶液。（a）假定CaCO和Sr CO不发生共沉淀，计算溶液中残留的2 4 2 4Ca2+和Sm+的浓度。（b）如果CaCO和Sr CO形成均匀的固溶体。（c）2 4 2 4形成非均匀固相，且 二D,是分别计算溶液中残留的Sw浓度。21/62下载文档可编辑(答:(a)1.8 X 10-7M,1.0 X 10 6M；(b)5.4 X 10-hM；(c)6.4 X10 7M)解:(a)Ca2+沉淀前 0.IM+CO,一 Ca C040.11M沉淀后 x0.11-(0.1-x):.K=Ca2+C O 2-=x(0.0 1+x)=1.89x10-9sp.CaCO 2 4x=1.87 x 10-7 M Ca2,浓度大，Sr 2+浓度小，所以认为加C0 2后，大量的Ca2+先沉2 4淀。Ca2+沉淀后,溶液中C0 2-=0.0 1+x 2 40 Sr 2+C 0 2-=1 x 10-6(0.01+1.87x10-7)a lx 10-8 K2 4 sp,SrC2O4St 2+不能沉淀出来，溶液中Sm仍为IxlOwM附讨论：(1)现求能使1x10-6 M的Sm沉淀的C0 2-2 4K 5 4x10-8C 0 2-=-=0.0 54M2 4 1x10-6 1x10-6即，C0 2-0.0 54M 时,Sr CO 可以沉淀 2 4 2 4再求当CO 2由0.11M降到0.0 0 54M时,溶液中尚存在Ca2+：2 4因为形成 CaCO 要消耗的C02-=0.11-0.0 54=0.0 56M 2 4 2 4所以此时溶液中C2+=0.1-0.0 56=0.0 44M此时C“2+nc O 2-广0.0 44X0.0 56=2.4X10-3K2 4 sp,CaC2O4所以CaCO还要大量沉淀，使COT仍继续下降2 4 2 4即C0 2-0.0 54M 所以Sr CO不能沉淀出来 2 4 2 4(2)若认为在COT降到0.0 54M以前，Sr CO也沉淀，则：2 4 2 422/62下载文档可编辑设St2+沉淀后，溶液中Ss k y；则形成Sr C?。所消耗的c o 2T=1X 10-6y又起始时C2+:Sr2+=0.1:1 X 10-6=10 5：1按碰撞理论，沉淀CaCO的几率：沉淀Sr CO的几率=105：12 4 2 4所以形成CaCO所消耗的C02-=105X(10-6-y)2 4 2 4此时溶液中C02=0.11-10 5 X(10-6-y)-(10-6-y)。0.11-105 义 2 4(10-6-y)此时”2+。0 2T=y0.11-105义(10-6-y)1=5.4X10-8 2 4得-6.87X10-7似乎溶液中残留的Sr2+=6.87 X 10-7但此时溶液中C O 2T=0.11T0 5义(10-6-y)=0.0787 2 4仍是以使圆2+沉淀，所以CO 2一将继续降低，2 4使平衡Sr CO 一 S+C0 2一向右移动，Sr CO逐渐溶解，直到 2 4 2 4 2 4Sr CO全部溶解完，Sr CO沉淀的过程仍在进行2 4 2 4所以最后溶液中向2+=1X 10-6Mb设残留在溶液中Sui的浓度为x(M)；a为沉淀前的Sr 2+,b为沉淀前的口川c k 1.8x10-9 1 k-5.4x10-8-3 0sp,SrC2O4a-x _ jx.gp 1 x 10-6-x _ 1 x xb-y y 0.1-1.8x10-7-3 0X1.8xl0-7所以 x=5.4X10 i i Mc非均相分配x=d23/6 2下载文档可编辑a。pn 1x10-6 1 0.1ln-=Z In；岗J-二一In-%y%3 0 1.8x10-7得 x=6.4X10-7M7.溶液中某放射性元素在硅胶上的吸附作用从Fr eundlich公式（吸附量用毫摩尔克浓度用毫摩尔分米-3表示）式中 k=0.15,n=3.把10克硅胶加入100毫升该放射性元素的浓度分别为 0.010 0.020 0.050 0.10 0 M的溶液中，试求吸附达平衡后该元 素已被吸附的百分数.（答：97%,91%,72%54酚解 Fr enndlish 公式：q=k ct=0.15ct；n 为经验常数 设起始浓度为C M0则吸附前溶液中含该元素100 C mmo l；该元素被吸附的百分数为0a%=0.15 X 0.0 10 x10 0 0 x（1-。）1/3得a%=97%同理：对 0.0 20 M 的溶液：=0.15x0.0 20 xl0 0 0 x（l-a%）i/3得a%=91%对 0.0 50 M 的溶液：a%=72%对 0.10 0 M 的溶液：%=54%8.25。时，酚在水于苯两相间的分配达平衡后，测定两相中酚的浓度。进行了两次实验，第一次得到C二101毫摩尔/升，C=279毫 i（水）i（苯）摩尔/升；第二次得到C=366毫摩尔/升，C=2980毫摩尔/升。2（水）2（苯）假定酚在苯中发生缔合，即同时存在双分子酚（F）和单分子酚2（F）,而在水箱中只有单分子酚。试求：（a）单分子酚在两相之间24/62下载文档可编辑的分配系数P;(b)酚在苯的缔合反应2F=F的平衡常数。F 2(答：(a)0.721,(b)20.0)解：f的分配系数P=ELF F aq缔合反应 2F o F的平衡常数 K;2 as F20F=K F2；所以分配比为：0 as 0c.F+2F F+2KF2 F+2KasF P FD=一本-=-o-2-0-二 o-2-0=-Q-Q一 肛=p+2Kpc F F F F水 aq aq aq0 279?.-=P+2Kp2 x 0.10 1.(1)0.10 198 二二+23 2x0.3 66.(2)有(1)(2)解得 P=0.712；0.3 66K=20.09.已知放射性元素碳在水中仅以单原子状态存在，而在某一有迹象 中发生缔合，几乎全部以双原子状态存在。当碳在有机相中的分析浓度为1.00X10毫摩尔/升时，分配比D二100。问当碳在有机相中的分析浓度减少10倍时，分配比为多少？(答：31.6)解：有机相中2At 一 as巴L叵T/Paq P V K 4At asAt 平衡常数K=四工2 as At 20分配系数 p=LAt aq分配比人明以右肌25/62下载文档可编辑D D 2二炳;二%=兽=31.62 Vio 71010.C H C0 0 H在苯和水之间分配，6寸时测得两相中的分析浓度如6 5下:C(苯)，M 0.0156 0.0495 0.0835 0.195C(水)，M 0.00329 0.00579 0.00749 0.0114假定CHCOOH在水中不解离也不聚合，在苯中几乎全部缔合成了6 5(CHCOOH)o 试求值 no(答：2)6 5 n解；苯中 nCHCOOH(CHCOOH)6 5 6 5 nk(C H COOH)夜 C H COOHn 6 5 0/.(C H COOH)=K CH COOHn6 5 n 0 as 6 5 0分配系数 P=CH COOH/CH COOH6 5 0 6 5 aqc CH COOH+n(C H COOH)n(C H COOH)C H COOH C H COOH6 5 aq 6 5 aqnK C H COOHn=一一 6 5-e=nK PnC H COOH-iC H COOH as 6 5 aq6 5 aq用第一，三组数据：0.0 156/0.0 0 3 29=nK Pn(0.0 0 3 29)n-i.(1)0.0 83 5/0.0 0 749=nK Pn(0.0 0 749)以.(2)as由式解得:n=1.97 同理用第2,4组数据，得n=2.02平均n=211.四氧化钺在四氧化碳和水中的分配可描述如下(a)在水相中 0 s0+H0=HOsO4 2 2 526/62下载文档可编辑HOsO=H+HOsO-2 5 5HOs O-=H+OsO 2-5 5(b)OsO在两相之间分配(OsO)aq=(OsO)o 4 4 4(c)在有机相中40 s 0=(OsO)4 4 4试将钺的分配比表示成KI、K2、K3、P、Ko氢离子和水相中OsO浓度的函数。4忆H OsO HOsO-。+OsO 2T1 OsO 2 H OsO 3 HOsO-4 2 5 5D OsO .(OsO)r=-io-,K-OsO o OsO 44 4 0Os。j+4Ko s q)jOsO +H OsO +HOsO-+avO 2-4 2 5 5 5POsO +4K(POsOreel“rec1戊。R K OsO OsO +K OsO J+4-d 4-i2-d-4 1 4 H+1 f f+1P+4K 尸4 OsO 3K比“K K 1+K+12-+1 H+H+2-k1tk-123-12.用TAA的苯溶液萃取H SO介质中的牡。假定水相中的硫酸只以2 4HSO-状态存在，且 发生如下反应2 4Th4+H SO=ThSO 2+H+2 4 4ThS0 2+HSO=Th(SO)+H+牡的硫酸根配合物不被4 2 4 4 2萃取。TAA是弱酸，HT用表示。试写出牡的分配比的表不式O解:27/62下载文档可编辑K _ThSOH+1-Th4+HS0-忆 mso)mso)”+K=-4-2-=-4-2-2 ThSO 2+HSO-ThSO 2+HSO 一 4 4 4 4Th(SO)=K ThSO 2+S0-/+=K K ThHSO-2/H+4 2 2 4 4 1 2 4ThSO=K ThHSO/4 1 4HT 的离解常数Ka T1T二；T-=KaHT/H+；缔合 Th4+4T-ThT4s 1 ThTH+V ThTHP 4I 7/24+I=-4-=-4-WP Ka4HT4 p 后4“为久 4 4 0E 1 T5北 +4 T/lT/+4P 4/扬 4+=-4-=-4-P Ka4HT4 p Ka4HT4 4 4 0R ThT ThTH+y4 T/l4+T-K 4/T4T/l4+d分配系数尸=R;p二丝kThR ThT ht TH 4c ThT P D=-40-=-Ihl-A-Th+ThT +ThSO 2-+Th(SO),Th ThSO 2+Th(SO)4 4 4 2 I+-(I+-4-+-4-2ThT T/i 4+J Th4P=_ThTA_I H+4P 4 K HSO K K HSO-2xI+_ThT 4(I+I_ 4_+_I_2_4_)P K 4 田T4”+”+24 d 013.用乙酰丙酮（HL）的苯溶液萃取牡，他（Th）被萃取到苯中。假定【BL】o=l.0 0 X10-3 M,Vo/Vaq=l试作E%与PH值的关系曲线。已知Th的各级配合物的积累稳定常数=7.0 X10 7,=3.8X10 5THL THL2=7.2X 10 21,=7.2X 10 26,THL3 THL4HL的解离常数Ka=L 17X10-9,THL的分配系数P=315,HL 4 THL428/62下载文档可编辑的分配系数P=5.95.HL解：D=_匕4_4+4 尸1+-3-邓 K 4皿4ThL4 d 0又 n E V E人 D=-x=-10 0-E V 10 0-Eo所以e二竺22 D+l现求平衡时的L-：（E%为萃取百分数）0 C。10一7很小，忽略因与Th络合而消耗的LThL+HL+HL=1X10 3 aq aq 0L 二 1x10-3 _ 1x10-31+丝1(1+P)1+H+(1+5.95)K hl，1.17x10-9 d1X10-3-1+5.63x10 9H+Q L=K HL K HL：.D=一1+d aq d uq+P H+HLPHL_ _I-ap1+ThLP由4ThL&3 15PHI、_(!_)L-3 L-2 L-叫111 7.0 x10 7 3.8x10 15一+-+-+7.2x10 21)L-7.2x10 26L-L-3 L-21+计算 PhH+(M)L-DE%取5-8依次求出 作图（略）14.用10毫升双硫踪（HL）的四硫化碳溶液（BL）0=4义10-刷）萃取100毫升水相中极微量的汞（II）。已知双硫踪在水中的解离常数Ka=3.0 X10-5,在两相间的分配系数P=1.1X10 8,汞（H）的螯合物HL的积累稳定常数=5.0 X10 22,在两相间的分配系数ML229/62下载文档可编辑P=7.0 X10 4。问在萃取时(a)水中有1.0 M澳离子；含有0.10 M澳 ML2离子的两种情况下，pH值各为多少才能有一半汞被萃取到有机相中去？已知 1g=9.0,Igb=8.3,Igb=2.4,Igb=1.3.HgBr HgBr2 HgBr3 HgBr4(答：(a)3.2；(b)2.7)解：n IHgL Hg 2+HgL +HgBr+HgBr +HgBr +HgBr 2 2 3 4令2_=1+0 Br-+3 Br-2+p 历-3+p Br-4(X HgBr HgBr 2 HgBr3 HgBr4=1+1。9-+10 8.3 B*+10 2.4瓦-3+10 3 Br-4P：.D=-皿-H2P 21+-HLap KdHL 2HL 2HgL 2 00PHrL.HgL +Hg2+/a.2H2P 21+-t u-K20 HL 2U,a HL 2 0又后p VD+V o当 E=50%,=10.0=10Voc、ap K 2HL 2 2x5x10 22 X(3.0 x10-5)2(4x10-4)2H+2=(p-D)HgL2 d-Q.=(7.0 X10 4-10)x-HgL 2 DP 2 10 x(1.1x10 4)2HL416.5ra(a)Br-=LOM 时:1=1.1995X10 9aH+=4 1 6.5/(1.199 5X 10 9)1/2=0.0 0 0 589所以pH=3.230/6 2下载文档可编辑(b)Br-=0.10 M 时:1=1.0 20 X10 8 aH+=416.5/(1.0 20 X10 8)i/2=0.0 0 20 2所以pH=2.715.设某放射性元素A在水和氯仿之间的分配比为10。今用三份各为10毫升的新鲜CHC1重复萃取50毫升水相中的A三次，每次3萃取后用1毫升水洗涤有机相，并弃去洗涤液。试求A的总回收率。此回收率对原始水相中分别含有0.1毫克和50毫克A,是否可以认为满意？(答：95%)(解法一)：用lOndCHCl萃取三次后，回收率为：3(根据多级错流萃取公式p()=l(|)5)=l-(_1_)i+z)A_ vaqEp(n)=l-=1-1=1-1=0.963(1+%一)”(1+lOX)3，/用水洗涤有机相，水相中的分数为：:=0.0 0 99。0.011+D 匕 1+lOx A V 1则洗涤时，有机相的回收率为1-0.01=0.99所以总的回收率二0.963 X 0.99=0.953=95%(解法二)：第一次振荡后，有机相中分数1_!=i=3 l+10 x12 3 350水洗涤后，有机相中余2/3 X0.99水相中有1/3第二次振荡后，水相中余1/3 X1/3有机相中余1/3 X2/331/62下载文档可编辑第三次振荡后，有机相中有1/3 X1/3 X2/3水洗涤后，有机相回收率1/3 X1/3 X2/3 X0.99所以总回收率为 2/3 X 0.99+1/3 X 2/3 X 0.99+1/3 X 1/3 X 2/3 X 0.99=0.95316.某浓度的8-羟琳氯仿溶液在时pH=1.0,可萃取元素A1.0%,元素 B0.1%；在 pH=5.0 时，萃取 A98%,B0.9%。问（a）在 pH=5.0 时萃 取，pH=L0时反萃取，需进行多少次才能使A、B两元素的浓度比为起 始值的1.0 X10 4倍？经这样萃取后，A的回收因数为多少？（答：（a）2；（b）0.94）解：（a）设A、B的起始浓度分别为A、B0 0pH=5.0时，萃取一次，有机相中有0.98 A及0.009 B 0 0pH=1.0时，反萃取一次，水相中有0.98X0.99 A及0.0 0 9 B 0 0即萃取、反萃取一次后，A与B的浓度之比为0-98x0.99&0.0 0 9 B 0则萃取，反萃取n次后，A与B的浓度之比为（98x0 99 30.0 0 9 B00.98x 0.99 八.去徨 r 1-1 Q7 9（-）n 1.0 x10 4 本件 n-1.y/ZL0.0 0 9（b）回收率（0.98X0.99）2=0.9417.今有含某放射性元素A的稀溶液50毫升，用氯仿萃取A,设分配比 为19：1。试问用（a）每份5毫升，（b）每份10毫升新鲜氯仿进行萃 取，各需萃取多少次才能达到99.8%的回收率？（c）如果将这50毫升 水溶液放在足够长的玻璃柱内，然后每次0.0 10毫升氯仿地入睡溶液 中，氯仿从玻璃柱的顶部移到底部时，达到分配平衡。试问同样要求32/62下载文档可编辑回收率达99.8%,所需氯仿的体积为多少？假定氯仿通过水柱后即与 水箱分开.(答：(a)6；(b)4；(c)16毫升)解：n次萃取后，回收率r=1-_!_(1+0 匕)A V(a)!_ _-1-0.998=0.0 0 2 求得 n=5.86(