Schimbul izotopic și potențialul de electrod

Schimbul izotopic și potențialul de electrod

 În cartea de chimie am propus experimentul de mai jos folosind radioizotopi. Intre timp tehnicile analitice pentru măsurarea izotopilor stabili ai metalelor tranzitionale au devenit ieftine si convenabile. De aceea in cartea de chimie fizica acelasi experiment e reluat folosindu-ne de aceste tehnici. 

Partea experimentală
Unele materiale speciale și destul de scumpe sunt necesare pentru acest experiment. Elementul zirconiu prezintă câțiva radioizotopi mai stabili, cu durată de viață mai lungă ( ⁹⁵Zr , ⁹⁶Zr , ⁸⁸Zr ), pe lângă cei doi izotopi stabili ( ⁹¹Zr și ⁹²Zr ).
Un electrod metalic constituit dintr-o banda de  ⁹⁵Zr radioactiv este imersat într-o soluție a unei sari de zirconiu care conține doar izotopi stabili, de exemplu, Zr(NO₃)₂ . Alte metale care se găsesc dupa hidrogen în seria electrochimică poate fi utilizate cu aceleasși rezultate ca variante ale experimentului. Experimentul are scopul de a testa schimbul izotopic ce e presupus ca are loc pentru un electrod, între metal si  speciile sale soluție. În acest scop, lamela metalică conținând izotopul ( 95Zr ) sau izotopii radioactivi este imersată într-o soluție de ⁹¹Zr(NO₃)₂ (sau un amestec de ⁹¹Zr și ⁹²Zr) neradioactiv și pentru un anumit interval de timp, este permis ca aceast schimb izotopic să aibă loc ca în fig 2.9. După aceea, radioactivitatea soluției și radioactivitate remanentă a placii de metal sunt măsurate.
Alte elemente radioizotopi sau utilizarea izotopilor stabili pot servi în scopul experimentului.
În momentul tipăririi acestei cărți experimentul nu a fost efectuat incă, astfel încât aici e prezentat ca un experiment eliminatoriu întrucăt predicțiile teoriei propuse sunt complet diferite de predicțiile actuale.

Figura 2.9 Experiment izotopic detaliu 

Interpretarea experimentului
Conform actualei interpretări atunci când un metal (care nu reacționeaza cu solventul) este imersat într-o soluție a unei sări, conduce la generarea unui potențial între metal și soluție. Cauza apariției acestui potențial:  având un electrod metalic imersat într-o soluție care conține ionii acelui metal, o diferență de potențial între metal și soluția apare potrivit interpretării actuale datorită următorului echilibru:

                           M = Mⁿ⁺ + ne^-

Întreaga electrochimie este construit pe conceptul de acest schimb continuu (atomii sutn eliberați din rețea metalică în soluție și alți ioni din soluție se depun pe suprafața metalică). Desigur, aceste lucruri se întâmplă la nivel atomic și cu un număr apreciabil de specii atomice, astfel încât la nivel macroscopic ,,se măsoară" un anumit potențial electric pentru acest electrod primar. Acest potențial apare pentru că  diferite metale  au tendinte diferite pentru a elibera electroni și, desigur, diferite tendințe de a permuta atomi din rețea metalică cu ioni din soluție.
În consecință, atunci când banda de metal conține un singur radioizotop și  soluția sării sale contine izotopul neradioactive sau un ameste de izotopi neradioactivi, după o perioadă de timp, va exista un proces de schimbare izotopic între metal și soluție.
Teoria ortodoxă actuală admite ca efectiv acest schimb izotopică dintre metal și soluția de sare. În teoria propusă nu există acest schimb izotopic. 
O nouă perspectivă este oferită în teorie propusă pentru acest experiment și generarea potențialului de elctrod. 

Când nu are loc nici o reacție între banda metalică și solvent (de obicei apă), nu se inregistrează nici un schimb izotopic  la interfața soluție solid.

Când piesei metalică reacționează cu solventul (apă), are loc un transfer de masă între bucata de metal și soluție, astfel încât raportul izotopic în soluție se schimbă. Dar nu există nici o schimbare a raportului izotopic pentru partea metalică, pentru că ionii metalici nu se depun din soluție pe bucata de metal. În consecință schimbul izotopic este atribuit unei reacții chimice.....