12.2.1. Радиолиз воды

Действие ионизирующих излучений на воду приводит к радиолизу. Причем наибольший выход продуктов радиолиза дают излучения, характеризующиеся высокой плотностью ионизации, например α-частицы.

В результате радиолиза воды протекают следующие процессы.

1. Ионизация и возбуждение молекул воды:

Н2О Н2О+ + е-,

Н2О Н2О*.

2. Сольватация электронов и последующее взаимодействие с молекулами воды:

e
-
aq
+ H2O H  .  + OH-.

3. Образование радикалов H  .   и O  .  H в результате реакций ионов и возбужденных молекул воды:

Н2О* H  .  + O  .  H,

Н2O+ + Н2О Н3О+ + O  .  Н.

4. Рекомбинация радикалов в местах их высокой концентрации:

H  .  + H  .   Н2,

H  .  + O  .  H Н2O,

O  .  + O  .  H → Н2О2.

5. Образование свободного кислорода для излучений с высокой ЛПЭ:

Н2O2 + O  .  H Н
.
O2
+ Н2О,

НO  .  2 + НO  .  2 → Н2О2 + О2.

278

В разбавленных водных растворах непосредственному действию излучения подвергается лишь ничтожная доля растворенного вещества. Изменения происходят в основном за счет взаимодействия с ними продуктов радиолиза воды. При этом протекают окислительно-восстановительные реакции. Одни и те же продукты радиолиза воды могут быть и окислителями и восстановителями в зависимости от кислотности раствора и характера растворенного вещества. Сольватированный электрон является восстановителем: в кислых растворах он восстанавливает ион водорода:

Н3O+ + е
-
s
→ Н + Н2O.

Атомы водорода обычно проявляют восстановительные свойства, которые усиливаются с ростом рН. В кислой среде они выступают в качестве окислителей, так как по реакции Н + Н+ → Н
+
2
образуется ион Н
+
2
, который и служит окислителем. Радикалы
.
O
Н обычно служат окислителями, однако в присутствии сильных окислителей (например, КМnО4) могут стать восстановителями. При рН > 9 происходит электролитическая диссоциация радикала ОН с образованием О-, который является слабым восстановителем:
.
O
Н → O-Н+.

Непосредственный радиолиз растворенного вещества наблюдается лишь в концентрированных растворах.

279



Купить BlueTooth гарнитуру

Яндекс цитирования Rambler's Top100
Tikva.Ru © 2006. All Rights Reserved