Vapour pressure of isotopic liquids. I. — A, N₂, O₂ below boiling-point

Summary

A static equilibration method was used to measure the single stage separation factor α of isotopic pairs in the vapour liquid equilibrium of A, N₂ and O₂ below boiling-point. Since the corresponding isotopic mixtures are supposed to be ideal, the vapour pressure ratio of the studied isotopic liquids is identical to α. Due to the sensitivity and the precision of the mass spectrometer employed, enriched isotopes needed not be used. No high purity of the gases was necessary since, at least to a certain extent, the adopted method of measurement is insensitive to impurities. The separation factors at the boiling point were found to be the following:³⁶A-⁴⁰A α=1.0060±0.0001,¹⁶O₂-¹⁶O¹⁸O α=1.0050±0.0001,¹⁴N₂-¹⁴N¹⁵N α=1.0037±0.0001. The temperature dependence was established in all cases in a relatively narrow range of temperatures. A discussion of the argon results in the light of the quantum theorem of corresponding states is given.

Riassunto

Mediante un metodo statico è stato misurato il fattore di separazione α nell’equilibrio liquido-vapore di alcune coppie di molecole isotopiche a temperature inferiori a quella di ebollizione. Dato che le miscele isotopiche del tipo da noi studiato possono ritenersi ideali, il fattore α si identifica con il rapporto delle tensioni di vapore dei liquidi isotopici puri in considerazione. Non si è fatto uso di isotopi arricchiti, per merito della sensibilità e precisione dello spettrometro impiegato; non si è nemmeno ricorso a gas di elevata purezza, dato che il metodo di misura è relativamente poco sensibile alle impurezze del gas in studio. Al punto di ebollizione dei liquidi studiati, sono stati trovati i seguenti fattori di separazione:³⁶A-⁴⁰A α=1.0060±0.0001,¹⁶O₂-¹⁶O¹⁸O α=1.0050±0.0001,¹⁴N₂-¹⁴N¹⁵N α=1.0037±0.0001. La dipendenza di α dalla temperatura è stata anche determinata in un intervallo di temperatura piuttosto limitato. Per concludere, i risultati ottenuti per l’argon vengono discussi alla luce del teorema quantistico degli stati corrispondenti.