Radioelemente als Leitisotope (Indikatoren)

Zusammenfassung

Unter einer Isotopenaustauschreaktion versteht man einen Vorgang, bei dem die Atome eines bestimmten Elementes zwischen zwei oder mehreren chemischen Verbindungen desselben Elementes ausgetauscht werden. Solche Austauschvorgänge sind reversibel und erfolgen sehr häufig nicht auf direktem Wege, sondern als Folge chemischer Reaktionen. Normalerweise ist eine Unterscheidung zwischen Atomen (Molekülen) ein und desselben Elementes — wenn sie sich im gleichen chemischen Zustand befinden — nicht möglich. Mit Hilfe von Radionukliden (oder angereicherten stabilen Isotopen) lassen sich solche Unterscheidungen treffen und kinetische Vorgänge, wie Austauschreaktionen, die sich früher jeder Untersuchung entzogen, quantitativ verfolgen. Als Beispiel sei der von Hevesy schon 1920 mit ²¹²Pb(ThB) untersuchte Bleiaustausch zwischen Pb(NO₃)₂ und PbCl² genannt. Dazu werden die beiden Salze, von denen eines mit ²¹²Pb markiert wurde, unter festgesetzten Bedingungen (Temperatur, Konzentration usw.) in einer bestimmten Menge Lösungsmittel gelöst. Nach entsprechenden Zeitabständen werden Proben entnommen, die Salze getrennt, die Aktivitäten ermittelt und der Grad des Austausches berechnet. Durch Isotopenaustauschuntersuchungen kann man Aussagen über die Beweglichkeit der Atome in Abhängigkeit von der Struktur, die Reaktionsfähigkeit, die chemische Bindung, die Molekülstruktur, die Polarität usw. machen. Zur Herstellung radioaktiv markierter Substanzen — besonders bei ³H-Markierungen durch katalytischen Austausch mit T₂O (flüssig, flüssig) und nach Wilzbach (gasförmig, fest) — haben Austauschvorgänge praktische Anwendung gefunden.