Calcium Chloride Control Sample - Part 3
Контрольный образец хлорида кальция - Часть 3

...my colleague brought me a hermetically sealed jar of calcium chloride.

"This is the original anhydrous calcium chloride. You don't need to distill it. I think it contains very little water."
"I'll distill this sample too - after all the others."

The next day, I finished distilling the calcium chloride samples from the traps that had been left for 24 hours near the radioactive waste storage facility. Only the control sample remained.

Since the water content in the control sample was expected to be low, I placed as much calcium chloride as possible into the distillation flask. I turned on the heat, expecting that no noticeable amount of liquid would form in the flask and that the volume of the distillate would not exceed one milliliter.

Imagine my surprise when the "anhydrous" calcium chloride melted, turning into a mobile suspension! Soon, the distillate began dripping vigorously into the receiver. The amount of distillate obtained was more than sufficient for analysis - over 10 mL instead of the required 8 mL.

It was now obvious that the original calcium chloride used to absorb water vapor from the atmosphere had initially contained a large amount of water. It was not the anhydrous salt required for this analysis.

The problem was that it was now impossible to determine how much water had been absorbed by the calcium chloride from the air near the radioactive waste storage facility and how much had been present in the salt from the beginning. The original water "diluted" the water absorbed from the atmosphere, leading to an underestimation of the tritium analysis results.

I then remembered that I had suggested to my colleague that we weigh the samples before distillation, but he had refused. We should have weighed the samples before and after distillation (together with the flask). This procedure would have allowed us to determine the water content of both the original calcium chloride and the samples that had absorbed moisture. Then, by comparing the differences, we could have calculated how much moisture each sample had absorbed and corrected the tritium analysis data accordingly.

I asked my colleague to show me the package containing the original calcium chloride. It turned out that it was not a chemical reagent at all, but household desiccant packets labeled in Spanish as "Calcium Chloride for Drying." No one had ever claimed that this salt was anhydrous.

For example, it could have been the hemihydrate, CaCl₂·0.5H₂O. I remembered reading, in an old chemistry book many years ago, a description of a method for preparing calcium chloride granules of this composition. Such granules are far more convenient for drying than the anhydrous powder.

Whether the calcium chloride my colleague used had exactly the composition CaCl₂·0.5H₂O was irrelevant. Later, I realized that even if we had weighed the samples before and after distillation, this would not have allowed us to accurately determine their water content. We distilled the water only until a sufficient amount of distillate had collected for tritium determination - not until all the water had been removed from the samples.

A gravimetric determination of water in the original calcium chloride and in the samples after exposure to air would have been necessary. The procedure was simple: weigh the samples, heat them to constant mass, and weigh them again. The original calcium chloride was still available, so determining its water content would have been easy. However, the calcium chloride samples that had been exposed to air to absorb tritium had been completely, or almost completely, consumed - there was nothing left to analyze.

I asked my colleague whether he had ever performed this type of analysis before. It turned out he had not. He had only seen another employee perform it - someone who had since left the country and had no plans to return.

The conclusion was obvious: to obtain reliable tritium analysis results, it was necessary to reinstall the calcium chloride traps near the radioactive waste storage facility, this time thoroughly calcining the calcium chloride before use. Given the outcome of the previous expedition, I was categorically opposed to the idea.

I said to my colleague:

"You're not planning to go back into the forest to ''visit the wasps'' and install new calcium chloride traps, are you?"
"No."
"So, send your former boss the results you have. If he doesn't like them, let him come from sunny Italy and show us how to perform the analysis properly."

Photos

Контрольный образец хлорида кальция - Часть 3

...коллега принес мне герметично закрытую баночку с хлоридом кальция.

- Это - исходный безводный хлорид кальция. Его можно не перегонять. Думаю, что в нем содержится совсем немного воды.
- Я перегоню и этот образец - после всех остальных.

На следующий день я закончил перегонять образцы хлорида кальция из ловушек, которые находились 24 часа возле хранилища радиоактивных отходов. Остался контрольный образец.

Поскольку содержание воды в контрольном образце ожидалось низким, поместил в перегонную колбу максимально возможное количество хлорида кальция. Включил нагрев, ожидая, что заметное количество жидкости в перегонной колбе не образуется, а объем дистиллята не превысит одного миллилитра.

Представьте себе мое удивление, когда "безводный" хлорид кальция расплавился, превратившись в подвижную суспензию! Вскоре дистиллят начал активно капать в приемник. Количество дистиллята было таким, что его вполне хватило на анализ (более 10 мл против необходимых 8 мл).

Было очевидно, что исходный хлорид кальция, который был использован для поглощения паров воды из атмосферы, изначально содержал большое количество воды! Это не была безводная соль, необходимая для данного анализа.

Проблема состояла в том, что невозможно было определить, какая часть воды была поглощена хлоридом кальция из атмосферы зоны, прилегающей к хранилищу радиоактивных отходов, а какая часть воды содержалась в соли изначально. Исходная вода "разбавляла" поглощенную из атмосферы воду, занижая результаты анализа трития.

Тут я и вспомнил, что предложил коллеге взвешивать образцы перед перегонкой, а он отказался. Нужно было взвесить образцы до и после перегонки (вместе с колбой)! Данная процедура позволила бы нам определить содержание воды в исходном хлориде кальция и в образцах хлорида кальция, который поглотил влагу. Потом по разнице можно было бы рассчитать, какое количество влаги поглотил каждый образец и внести коррективы в данные анализа трития.

Попросил коллегу показать упаковку с исходным хлоридом кальция. Оказалось, что это был не химический реактив, а бытовые пакетики с осушителем, на которых на испанском языке было написано "Хлорид кальция для осушки" - никто и не обещал, что данная соль безводная.

Например, это мог быть полугидрат (CaCl₂·0.5H₂O) - я вспомнил, что много лет назад нашел в старой книге по лабораторным работам описание способа приготовления гранул хлорида кальция, которые имели состав CaCl₂·0.5H₂O. Такие гранулы гораздо удобнее использовать для осушки, чем порошок безводной соли.

Соответствовал ли состав исходного хлорида кальция, использованного коллегой, приведенной формуле CaCl₂·0.5H₂O - было уже неважно. Позже я осознал: даже, если бы мы взвешивали образцы до и после перегонки, - это не позволило бы корректно определить содержание воды в образцах, поскольку мы проводили отгонку воды не до полного ее удаления из образца, а до момента, когда соберется количество дистиллята, достаточное для определения трития.

Необходимо было провести гравиметрический анализ воды в исходном хлориде кальция и в образцах после их выдержки на воздухе. Взвесить образцы, покалить их до постоянной массы, потом опять взвесить. Исходный хлорид кальция был - определить содержание в нем воды не составляло труда. Однако, образцы хлорида кальция, экспонированные на воздухе для поглощения трития, были полностью или почти полностью израсходованы (анализировать было нечего).

Спросил у коллеги, занимался ли он данным анализом раньше? Оказалось, что нет. Он видел, как данный анализ делает другой сотрудник, который уехал из страны и не собирается возвращаться.

Вывод был очевиден: для получения корректных результатов анализа трития, необходимо было повторно установить ловушки с хлоридом кальция возле хранилища радиоактивных отходов, в этот раз тщательно прокалив хлорид кальция перед использованием. Учитывая последствия предыдущей такой экспедиции, я был категорически против.

Сказал коллеге:

- Ты же не собираешься опять ехать в лес "в гости к осам" - ставить новые ловушки с хлоридом кальция?
- Нет.
- Значит, отправь бывшему начальнику те результаты, которые получились. Не понравится - пускай приедет из солнечной Италии и покажет нам, как надо делать анализ правильно.

Operativeness Is Paramount! (Part 4)
Оперативность - прежде всего! (Часть 4)

As I write these lines, radioactive waste - uranium enrichment tailings - is evaporating in a saucepan. I am doing this work for a neighboring department as a gesture of thanks for including me as a co-author on their paper. My main task at the moment is to ensure that the boiling solution does not spill onto the hotplate. As it turns out, after partial evaporation, the liquid began to foam violently. Twice already, the solution has spilled onto the hotplate and immediately evaporated, leaving behind a hardened crust that I had to scrape off.

While working with radioactive waste, I could not help recalling a recent incident involving tritium, calcium chloride, and a wasp. About six months had passed since those events. I had already forgotten about the tritium, as the laboratory had been occupied with other work unrelated to radioactive isotopes. However, the story took an unexpected turn.

A colleague I had not seen for a long time came to see me. He was one of the two researchers who had gone into the forest with my colleague to set up calcium chloride traps.

It turned out that he had been unable to contact my colleague. The issue was that my colleague had not yet sent the tritium results to Italy. I managed to reach him, and we began to sort things out. It soon became clear that he was confused about the sample labeling: he could not find the table explaining the markings and asked whether I had a copy. It took me some time to recall that he had previously brought calcium chloride samples to my laboratory for distillation, each in a labeled bottle. However, he had not provided the table indicating where each specific sample had been collected. Such a table was not necessary for the distillation process - I simply distilled each sample and copied the original labels to the bottles containing the distilled tritiated water.

The situation was further complicated by the fact that, during the expedition, my colleague had suffered wasp stings, which led to an allergic reaction. As a result, he was unable to recall the exact sequence in which the calcium chloride traps had been set. Had all their work been lost?

Fortunately, another member of the team had taken photographs at the moment each sample was collected. Thanks to these images, my colleague was eventually able to reconstruct the sequence of events and correctly interpret the sample labels.

Why was the labeling problem discovered only six months later? Unfortunately, such situations are not uncommon in our scientific institutes: many researchers are severely demotivated. As a result, some have stopped working altogether, while others continue at a very slow pace.

Photos

Оперативность - прежде всего! (Часть 4)

Пока пишу эти строки, пока в кастрюле у меня выпариваются радиоактивные отходы - хвосты обогащения урана. Делаю работу для соседнего отдела в благодарность за то, что они включили меня в соавторы своей статьи. Главная моя задача сейчас - следить, чтобы кипящий раствор не выплеснулся на электрическую плитку. Как оказалось, после частичного упаривания жидкость стала сильно пениться. Уже дважды раствор потек на плитку и сразу же испарился. Пришлось отделять твердую корку.

Работая с радиоактивными отходами, мимо воли вспомнил последнюю историю с тритием, хлоридом кальция и осой. После описанных событий прошло примерно полгода. Я уже успел забыть про тритий, поскольку в лаборатории было много другой работы, не связанной с радиоактивными изотопами. Однако, история получила неожиданное продолжение.

Ко мне пришел сотрудник, которого я не видел уже длительное время. Это был один из двух исследователей, которые ездили в лес вместе с моим коллегой устанавливать ловушки с хлористым кальцием.

Оказалось, сотрудник не может связаться с моим коллегой. Проблема была в том, что мой коллега до сих пор не отправил в Италию результаты определения трития. Я смог дозвониться коллеге, и мы стали разбираться. Оказалось, что коллега запутался в маркировках образцов. Он не мог найти таблицу с расшифровкой маркировки. Он спросил, нет ли этой таблицы у меня? Я не сразу, но все-таки вспомнил, что коллега принес в мою лабораторию образцы хлорида кальция для перегонки, на каждой бутылочке с образцом была маркировка. Однако, таблицу с расшифровкой, в которой было указано, в каком месте был отобран каждый конкретный образец, он мне не принес. Для перегонки такая таблица не требовалась: я перегонял каждый образец и наносил точно такую же маркировку на бутылочки с отогнанной тритиевой водой.

Ситуация осложнялась тем, что во время экспедиции коллега пострадал от укусов осы, которые вызывали аллергический шок. В результате он не мог вспомнить последовательность установки ловушек с хлоридом кальция. Неужели вся их работа пропала?

Оказалось, что другой сотрудник, который был вместе с ними в лесу, делал фотографии в момент отбора каждого образца - благодаря этим фотографиям мой коллега смог восстановить события в памяти и разобраться в маркировке образцов.

Как случилось, что проблема с маркировкой была обнаружена только через полгода? К сожалению, для наших научных институтов подобная ситуация не является исключительной: ученых сильно демотивируют. В результате, многие перестали работать вообще или работают очень медленно.

Комментарии

^К1 Советский реактив CaCl₂ для осушки в эксикаторах квалификации "Ч" гранулами в мешках был весьма грязным, коричневого цвета, при растворении давал мутный раствор. Такой раствор после отстаивания я много раз использовал для солевой бани.

Подобным "реактивом", но в порошке, у нас посыпают дороги против гололедицы.

После снегопада люди заносят снег на обуви в подземные переходы. Уборщикам лень его убирать, они посыпают этим порошком, снег тает и стекает через решётки в полу.

Скорее всего, это средство является отходом содового производства.

[ Radioactivity. Radioactive elements ] [ Adventures of Chemists / Life of Chemists ]

Deuterium and Tritium - Discussion on the forum
Adventures of Chemists / Life of Chemists - Discussion on the forum
[Submit a Comment / Error Message - Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]