Abstract
Distribution of Cs, Na, and Ba between great monocrystals of KCl and water solution was investigated. Impurity was either labelled by long-lived radioactive isotopes or was activated after growth of the crystals by neutrons in a nuclear reactor. No influence on partition coefficients was caused by using radioactive tracers, e.g. due to raised inclusion of mother liquor. Between impurity concentrations from 3·10−4 to 10−1 in the solution the partition coefficients were nearly constant and about 10−3 for Na, about 10−4 for Cs, and <5·10−5 for Ba in KCl at temperatures of 40° C. If different impurity ions were built in simultaneously, the partition coefficients were independent of composition of solution. In case of Cs in KCl capture of Cs increased with increasing temperature.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Similar content being viewed by others
Literatur
Botsaris, G., A. Hill, E. A. Mason, and R. C. Reid: Effect of gamma irradiation on the density of potassium chloride. Naturwissenschaften 50, 709–710 (1963).
Brauer, P.: Über den Einbau von Tl+ in NaCl und KCl. Z. Naturforsch. 6a, 560–561 (1951).
—: Über gittertheoretische Berechnung der Energie von Störstellen in einfachen Ionenkristallen. Z. Naturforsch. 7a, 372–379 (1952).
—: Über den Einbau von Mn-Ionen in NaCl und KCl. Z. Naturforsch. 7 a, 741–744 (1952).
—: Über Tl+ in Alkalihalogeniden. Z. Naturforsch. 8 a, 273–274 (1953).
Buckley, H. E.: Crystal growth. New York: John Wiley & Sons 1951.
Canny, M. J.: High-resolution autoradiography of watersoluble substances. Nature (Lond). 175, 857–858 (1955).
Carlson, A.: The fluid mechanics of crystal growth from solution. In: Growth and perfection of crystals, p. 421–426 (ed. R. H. Doremus et al.). New York: John Wiley & Sons 1958.
Dybwad, J. P.: Kugelwachstumsversuche über den Einfluß anorganischer Kationen auf die Kristallisation von Alkalihalogeniden aus wäßriger Lösung. Diss. Tübingen 1966.
Egli, P. H., and L. R. Johnson: Ionic salts, in: The art and science of growing crystals, p. 194–213 (ed. J. J. Gilman). New York: John Wiley & Sons 1963.
Fukai, Y.: Lattice distortion around impurity ions in alkali halide crystals. I. Calculations of lattice distortion and comparison with X-ray data of lattice parameter changes. J. Phys. Soc. Japan 18, 1413–1421 (1963).
Girardi, F., and R. Pietra: Determination of Ca, Sr, and Ba in single crystals of alkali halides by neutron activation. Anal. chim. Acta 30, 188–199 (1964).
Goldschmidt, V. M.: The principles of distribution of chemical elements in minerals and rocks. J. Chem. Soc. 1937 (I), 655–673 (1937).
Gruzensky, P. M.: Growth of large sodium chloride crystals from solution for color-center studies. J. Chem. Phys. 43, 3807–3810 (1965).
Gülzow, G., Hj. Gülzow u. W. Lüdke: Die „kritische Wachstumsgeschwindigkeit“ realer Kristallflächen in Lösung und ihre Abhängigkeit von Störungen des Keimes. Phys. stat. sol. 11, 205–218 (1965).
Hahn, O.: Applied radiochemistry. Ithaca (N.Y.): Cornell University Press 1936.
Henderson, L. M., and F. C. Kracek: The fractional precipitation of barium and radium chromates. J. Am. Chem. Soc. 49, 739–749 (1927).
Hermann, J. A., and J. F. Suttle: Precipitation and crystallization. In: Treatise on analytical chemistry, part I, vol. 3, p. 1367–1409 (ed. I. M. Kolthoff and P. J. Elving). New York: Interscience 1961.
Hiller, J. E., u. P. Keller: Zonare Laugeneinschlüsse im Steinsalz von Buggingen/Baden. Neues Jahrb. Mineral., Monatsh. 1965, 159–166 (1965).
Kern, R.: Étude du faciès de quelques cristaux ioniques à structure simple. Bull. soc. franç. minéral. et crist. 76, 325–364 (1953).
Khaimov-Mal'kow, V. Ya., Z. I. Zhmurova, Kh. S. Bagdasarov, and E. M. Akulyonok: Sectorial growth of crystals. Soviet Phys. Crist. 7, 345–348 (1962/63).
Kleber, W.: Problem der Bildung von Adsorptionsmischkristallen. Mineral. u. petrogr. Mitt. 10, 52–60 (1965).
Knight, G.: Bibliography on impurities in crystals. Solid State Abstracts 3, 166–179 (1962).
Kornfel'd, M. I., and V. V. Lemanov: Deformation of the NaCl lattice by Ag+, Br−, and K+ impurity ions. Soviet Phys. JETP 14, 1038–1042 (1962).
— —: local distortions of a crystal lattice by impurity ions Soviet Phys. JETP 16, 1427 bis 1428 (1963).
Kumar, D. N.: Effects of X-rays on the growth of KCl. Naturwissenschaften 48, 47 (1961).
—: Effects of gamma-rays on the growth of KCl. Naturwissenschaften 51, 286 (1964).
Lyubchenko, A. P., and D. G. Sherman: On the adsorption nature of the change in the crystal habit of NH4Cl caused by the action of NiCl2. Phys. Metals and Metallogr. (GB) 16, No 4 (1964).
Matsuda, S.: On the rubidium and cesium in carnallite. J. Mineral. Soc. Japan 3, 339 (1958) (Abstract).
McIntire, W. L.: Partition of rubidium between sylvite crystals and aqueous solutions. Texas. J. Sci. 14, 417 (1962) (Abstract).
—: Trace element partition coefficients-a review of theory and applications to geology. Geochim. et Cosmochim. Acta 27, 1209–1264 (1963).
Nischmann, G.: Zur Persistenz der Feinausbildung der Flächen von NaCl-Wachstumskörpern. (I). Z. Krist. 102, 285–308 (1940).
Pick, H., u. H. Weber: Dichteänderung von KCl-Kristallen durch Einbau zweiwertiger Ionen. Z. Physik 128, 409–413 (1950).
Polessitsky, A.: Über die Verteilung der radioaktiven Stoffe zwischen fester kristallinischer und flüssiger Phase. (VIII). Z. physik. Chem. (Leipzig) A 161, 325–335 (1932).
Ratner, A. P.: On the theory of the distribution of electrolytes between a solid crystalline and a liquid phase. J. Chem. Phys. 1, 789–794 (1933).
Reichert, J.: Die Verteilung der Fremdionen Na+, K+, Rb+, Cs+, NH +4 , Ca++, Sr++, Ba++ und Pb++ zwischen Alkalichlorid-Einkristallen vom NaCl-Typ und deren wäßrigen Lösungen bzw. Schmelzen. Diss. Tübingen 1966.
Schüz, W.: Kugelwachstumsversuche an KCl-Einkristallen bei verschiedenen Übersättigungen in reinen wäßrigen Lösungen. Diss. Tübingen 1963.
Schulze, W.: Neutronenaktivierung als analytisches Hilfsmittel. Die chemische Analyse, Bd. 50. Stuttgart: Ferdinand Enke 1962.
Steinike, U.: Lösungs- und Wachstumsbehinderung im System KCl-H2O durch Blockierung mit einer Deckschicht komplexer Cyanide. Z. anorg. u. allgem. Chem. 317, 186–203 (1962).
Süptitz, P.: Die Verteilung gelöster Beimengungen bei der Züchtung von AgCl- und AgBr-Einkristallen aus der Schmelze. Ann. Physik, 7. Folge, 9, 133–154 (1962).
Topic, M.: Incorporation of impurities into single crystals of rochelle salt. Croat. Chem. Acta 37, 125–132 (1965).
Tosi, M. P., M. Doyama, and J. G. Mullen: Monovalent cation impurities in the alkali halides. Bull. Am. Phys. Soc. 10, 77 (1965).
Vaslow, F., and G. E. Boyd: Thermodynamics of coprecipitation: Dilute solid solutions of AgBr in AgCl. J. Am. Chem. Soc. 74, 4691–4695 (1952).
Yamamoto, T.: The influence of cations in aqueous solution on the growth of crystals. Sci. Papers Inst. Phys. Chem. Research (Tokyo) 35, 228–289 (1939).
Zhmurova, Z. I., V. Ya. Khaimov-Mal'kov, Kh. S. Bagdasarov, and E. M. Akulyonok: Distribution of isomorphous impurities in crystallization from water solutions. In: Adsorption et croissance cristalline, p. 329–340. Paris: Centre national de la recherche scientifique 1965.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Meinem hoehverehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. W. von Engelhart, danke ieh für die freundliehe Überlassung des interessanten Themas. Für die stete Förderung und die zahlreichen fruehtbaren Diskussionen und Anregungen bin ich ihm und Herrn Dr. H. Puchelt zu großem Dank verpflichtet.
Dem Bundesnlinisterium für wissensehaftliehe Forsehung danke ieh ffir die großzügige Unterstützung der Arbeit.
Herrn Prof. Dr. W. Seelmann-Eggebert und Herrn Dr. V. Schneider vom Kernforsehungszentrum Karlsruhe und Herrn Dr. Bartel von der Kernforsehungsanlage Jülich danke ich für die Unterstützung bei der Neutronenaktivierung und Herrn Dr. J. Ottemann vom Mineralogischen Instigut der Universität Heidelberg für die Untersuchung mit der Elektronenmikrosonde.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Schock, H.H. Bestimmung sehr kleiner Verteilungskoeffizienten von Cs, Na und Ba zwischen Lösung und KCl-Einkristallen mit Hilfe radioaktiver Isotope. Contr. Mineral. and Petrol. 13, 161–180 (1966). https://doi.org/10.1007/BF00518024
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00518024