Hidrológiai Közlöny 1956 (36. évfolyam)
5-6. szám - Czike Kálmán–Fodorné Csányi Piroska: Deutérium-tartalom meghatározása
Jegyzőkönyv Hidrológiai Közlöny 36. évf. 1956. 5. sz. 391 A deutérium meghatározására alkalmas módszerekot a velük elérhető pontosságot, a vizsgálati minták és eszközök előkészítését ismerteti az alábbi tanulmány, különös tekintettel azokra a módszerekre, amelyeket a tanulmány szerzői is használtak deutérium meghatározásaikra. Deutérium-tartalom meghatározása CZ I KE K Á L M A X I'S !•' 0 I) O K X fi CS Á X VI IM R () S K A Az izotópok, így a deutérium eloszlása a földön, egyaránt érdekes a geológusok, a hidrológusok és más természettudományos kutatók számára. Különböző irányú késérleteink során (növényi nedvek, természetes vizek, mélyfúrásokból vett víz) szükségesnek mutatkozott olyan módszernek a keresése, amellyel nagy pontossággal tudtuk a minta deutérium tartalmát meghatározni. Dolgozatunkban ismertetjük a különböző meghatározások elvét és bővebben foglalkozunk az áltálunk gyakorlatilag ellenőrzött, legalkalmasabbnak látszó módszerekkel. A deutérium meghatározására szolgáló módszerek a hidrogén és deutérium fizikai sajátságainak különbözőségén alapulnak. Az első kvantitatív meghatározást Urey, Brickwedde és Murphy [ 11 végezte hidrogén gázban, a Balmer spektrum ß és y vonalai intenzitásának összehasonlításával. A spektroszkópiai módszer akkor használható előnyösen, ha a gőz izotóp összetételét akarják meghatározni folyadék felett. Farkas A. és Farkas L. [2] mikro liővezetőképességi módszert dolgozott ki hidrogén gáz deutérium tartalmának meghatározására. A módszer a Il 2, III) és I) 2 gázmolekulák fajlagos hővezetőképességének különbözőségén alapszik. A készüléket ismert deutérium-tartalmú hidrogén gáz mintákkal kalibrálják. Egy analízishez 2—3 mm 3 1 atrn. nyomásit 25 C°-ú gáz szükséges. A mérés alsó határa 1 mól % deutérium, pontossága + 0,1 mól%. A deutérium meghatározása leggyakrabban deutériumoxid alakban történik. Kzek közül a módszerek közül a legfontosabbak a sűrűség különbségen alapuló módszerek. Igen pontos sűrűség mérésre alkalmas a piknoinéteres, a cseppejtési és a hőmérséklet-úszós módszer. A víz és a deutériumoxid között a sűrűség különbség 10%. 25 C°-on a deutériumoxid mentes víz (protiumoxid)- sűrűsége 0,997058 g/ml, a deutériumoxidé 1,10451 g/ml [3] A sűrűséget a következő egyenlet segítségével lehet átszámítani deutériumoxid tartalomra |4"| : D. 0jO / iwk'M 2 / o ~ Ad + 0,997058 25 C°-on I) mól % = 927,35-Ad 0.0329 Ad Piknoinéteres módszer A deutériumoxid sűrűségének piknoinéteres meghatározására (1. ábra) olyan piknométer szükséges, amelynek két jelzésekkel ellátott kapilláris nyaka van. A kapilláris nyakat higannyal kalibrálják [5], A piknométert szifon segítségével búborékmentesen megtöltik a mérendő vízzel. A hőmérséklet állandósulása után még a termosztátban leolvassák a folyadék magasságát katetométer segítségével. Kzután analitikai mérlegen megmérik a piknométer súlyát a mintával, üresen és desztilált vízzel töltve. (A desztillált vízzel való töltésnél az eljárás teljesen azonos a mintával való töltésnél alkalmazottal.) Az ilyen módon végzett piknoinéteres módszer az ötödik tizedesben bizonytalan . A mérés pontosabbá tételére Washburn és Smith 16] két kapilláris nyakú piknométert használt. Ezt a módszert differenciál-piknométeres módszernek nevezik. A két piknométer egyforma alakú, formájú és súlyú. Az egyik piknométert desztillált vízzel (standard víz), a másikat pedig a mintával töltik meg. Termosztátba helyezés után katetométerrel leolvassák a folyadékmagasságokat, megmérik a súlykülönbséget és a piknométereket újra töltik a folyadékokat megcserélve. Ismét meghatározzák a kapillárisban a folyadékmagasságokat és a súlykülönbséget. IIa P ] az 1. piknométer súlya, P-, a 2. piknométer súlya, V\ az 1. piknométer térfogata az jelige •Iső Ad a minta és a protiumoxid sűrűségének különbsége.
