氘化鋁鋰的合成

車瀛照

（天津市道福化工新技術(shù)開發(fā)有限公司，天津 300193）

本品是一種特殊的精細(xì)化工產(chǎn)品，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 對(duì)本品的需求量日益增加，我們?cè)谖覈紫乳_發(fā)了這種產(chǎn)品。 氘是氫的同位素，氘化鋁鋰的合成，進(jìn)一步發(fā)展了我國的同位素化學(xué)。

1 合成工藝

1.1 由氘氣和金屬鋰在一定溫度下反應(yīng)，合成氘化鋰2Li+D2→2LiD

反應(yīng)必須在較高的溫度下進(jìn)行。 （實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見表1）

表1 氘化鋰合成

操作步驟：準(zhǔn)確稱取100g 金屬鋰，放入反應(yīng)舟中，再把反應(yīng)舟放置到反應(yīng)裝置中，密封，插好熱電偶，調(diào)好溫控儀，對(duì)反應(yīng)裝置減壓抽真空，抽真空后，通入氬氣，再抽真空，再通入氬氣，如此反復(fù)三次，開始升溫。 當(dāng)溫度達(dá)到650℃，改通入氘氣代替通入氬氣，逐步梯度升溫，設(shè)定溫度依次 為660℃、680℃、690℃、695℃、700℃、710℃、720℃、730℃，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，不再出現(xiàn)吸氘現(xiàn)象，反應(yīng)尾氣大量冒泡， 氘氣出來。 再繼續(xù)恒溫30min，斷電，停止加熱。

反應(yīng)溫度是影響本反應(yīng)的一個(gè)十分重要的因素，但反應(yīng)溫度為660℃時(shí)，反應(yīng)可以進(jìn)行，但速度很慢，在反應(yīng)溫度為690℃時(shí)，反應(yīng)可以較快的進(jìn)行，但進(jìn)行的不徹底。 金屬鋰的質(zhì)量，即純度為99.9%以上，氘氣的質(zhì)量，純度99.99%，同位素豐度為99.8%以上。

1.2 合成氘化鋁鋰

反應(yīng)原理：由氘化鋰和無水三氯化鋁在乙醚中反應(yīng)，生產(chǎn)氘化鋁鋰。

反應(yīng)在流的乙醚中和常壓下進(jìn)行。 （實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見表2）

因?yàn)樯L痛擁有典型的臨床特點(diǎn)，2/3的兒童有反復(fù)雙下肢間歇性疼，尤其以脛骨（小腿骨頭）、膝關(guān)節(jié)及周邊部位較重。所謂的間歇性指有一定的周期性，各個(gè)報(bào)道不盡相同，周期為幾天至幾個(gè)月不等，而一些嚴(yán)重的病例可能每天都會(huì)發(fā)生。

表2表明：1）原料氘化鋰投料量確定后，三氯化鋁必須比理論值不足量5%左右， 才能保證反應(yīng)完全。 2）溶劑乙醚應(yīng)在550mL 左右，太少了對(duì)收率有一定影響。

表2 氘化鋁鋰的合成

2 檢測方法

2.1 氘化鋰純度的測定

氘化鋰純度的測定根據(jù)活性氘含量的測定，經(jīng)計(jì)算而得出。

其原理是根據(jù)氘化鋰可與水反應(yīng)放出氘氣，測定氘的含量而得出。

式中V1：樣品未與水反應(yīng)前體系中氣體的總體積mL

V2: 樣品與水反應(yīng)后體系中的氣體總體積mL

Pt:測定時(shí)環(huán)境的大氣壓Pa

P水：測定時(shí)環(huán)境溫度下的水的飽和蒸氣壓Pa

T0：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度373k

Tt：測定時(shí)體系溫度（273+室溫）k

P0：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體壓力1013.2472Pa

W：樣品的重量g

22400：常數(shù)，1g 分子任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積

9：氘化鋰的相對(duì)分子質(zhì)量

操作步驟：

1）取一干燥潔凈的錐形瓶在萬分之一分析天平中準(zhǔn)確稱重（精確到萬分之一）。

2）取0.3g 的樣品放到錐形瓶中，加蓋塞嚴(yán)，準(zhǔn)確稱重（精確到萬分之一）。

3）將水和二氧六環(huán)的混合液（水∶二氧六環(huán)=4∶6）加入到恒壓漏斗中。

4）將恒壓漏斗與裝有樣品的錐形瓶及氣體恒壓容量測定儀連接成為封閉體系。

5）將恒壓器與刻度管的水位對(duì)平，準(zhǔn)確記下各刻度中的mL 數(shù)

6）將裝有樣品的錐形瓶放置在冰水浴中。

7）將恒壓漏斗中的水和二氧六環(huán)混合液加到錐形瓶的樣品上，并注意觀察刻度管水位變化。

8）樣品與水反應(yīng)完畢后在冰水浴中靜置15min，然后在常溫下靜置30min。

9)把恒壓器與刻度管的水位對(duì)平，準(zhǔn)確記下各刻度管中的mL 數(shù)。

10)將反應(yīng)后刻度管的體積減去反應(yīng)前的體積即為氘化鋰與水反應(yīng)放出的氣體體積。

2.2 氘化鋁鋰純度的測定

氘化鋁鋰所需要測定的是活性氘含量的測定。

其原理是根據(jù)氘化鋁鋰可與水反應(yīng)放出氘氣，因此可根據(jù)樣品與水反應(yīng)后放出氣體體積來計(jì)算樣品的活性氘含量。

計(jì)算公式：

式中的符號(hào)及操作步驟與氘化鋰相同。