同位素平衡分馏

当体系处于同位素平衡时，同位素在两种或两种以上物相间的分馏称为同位素平衡分馏，这时可以不考虑分馏的具体机理，而把所有的平衡分馏看作是同位素交换反应的结果。同位素交换反应和普通化学反应一样，可列出反应方程式，如氯化氢溶解到重水中：
     同位素交换反应是等分子反应，反应前后的分子数和化学组成不变，只是同位素浓度在各化学组份间的重新分配。同位素交换反应的热效应非常小，比元素的化学反应热效应小2—4个数量级，因此同位素交换反应基本上是在恒温下进行。同位素交换反应达到平衡时，同一元素的重同位素一般富集在氧化态较高或键合力较强的化合物中。同位素交换反应的平衡常数是温度的函数，由于热效应很低，因而平衡常数随温度变化的趋势也很小。当温度趋于无穷大时，同位素之间交换速度差异消失，平衡常数K→1。
     平衡常数和分馏系数是二个不同概念的常数，前者是对某一交换反应而言，指在平衡时反应前后各组份浓度分布关系。后者是对某一分馏过程而言，指把一个体系分成二部分时，同位素浓度分布的比例关系，这个分馏过程可以是一个简单的交换反应，也可以是包含若干反应的复杂情况。对于如式（7.4）那样的只有一个同位素原子参加交换反应的反应中，平衡 分 馏 系 数 等 于 反 应 的 平 衡 常 数 ， 即 α =K 。 对 于 有