Файл: Мусакин, А. П. Методы контроля радиохимических производств.pdf

-92 -

стандартный раствор. Через 10вдш.колориметрироватьжелтые растворы на ФЭК-М с синим фильтром.

Вычислить содержание Ге + F e 2 + (мг/л) и по разности 1-го и 2-го определений содержание Fe2 + .

2. Определение общей жесткооти воды

Метод основан на титровании Са2 + и Мд 2 + раствором этилендиашштетраацетатом натрия (На-ЭДТА) в' присутотвш ериохромз-черного (хромогена-черного ЕТ-ОО). В щелочной среде (рЕ = 8 - I I ) ионы Са2'1- и Мо2"*" образуют о индикатором комплексы красного цвета менее прочные, чем комплексонаты этих ионов с Яа-ЭДТА.

Хромоген черный Т имеет следующие характеристики (рис.

20).

При титровании раствором На-ЭДТА изменение окраски выражается уравнением:

- 93 ~

мешают ионы Ре2 *, 2х?+, Си2"1", Мп2 * и др. При общэй жесткооти 20-50 мг-экв/л применяют 0,1 н раствор На-ЭДТА и берут пробу 10-25 мл.

В коническую колбу отмеривают пипеткой соответствующее количество исследуемой воды (10-25 мл). Добавляют 5 мл ам­ монийной буферной смеси (рН = 9,5), 5 * 8 капель 0,5%-ного раствора эриохрома черного и титруют раствором На-ЭДТА (трилона-Б) до перехода вишнево-красной окраски в синюю. Раосчитывают общую жесткость воды (мг-экв/л) и точность определения.

Определяют как общую, так и временную жесткость. Для

определения кальция в присутствии магния титрование можно проводить при рН 12,5; при этом магний дает осадок и не титруется.

3. Определение кальция

Сущность метода заключается в том, что ионы Са"* в ще­ лочной среде (рН >12) образуют с индикатором - мурексидом

комплексное красное соединение, которое разрушается при

титровании Sa-ЭДТА в результате образования более устой­ чивого комплексоната кальция. Мурекоид имеет следующую характеристику (рис,21).

,2+

рСа'

ж.ор. км

Рис.21. Зависимость окраски мурексида от рН

и от концентрации Са2 + в растворе

- 94 -

При титровании в пробе воды должно содержаться не более 2,5 мг-экв/л ионов Са „ При большей концентрации ионов

( I ч.индикатора и 99 ч.НаС1).

В коническую колбу на 250 мл отмерить пипеткой 50-100 мл исследуемой воды. Прибавить 2 мл 1052-ного раствора ЯаОН. Внести несколько крупинок мурексида с HaCI (на кон­ чике стеклянной лопаточки). После растворения индикатора

раствор приобретает розовую окраску. Сразу же оттитровать пробу 0-,05 к раствором На-ЭДТА (трилона Б), энергично помешивая довести до появления лиловой окраски.

Рассчитывают содержание Са2 + (мг/л) и точность определе­ ния.

4.Определение щелочности, кислотности или рН воды

Вслучае наличия в воде слабых кислот (угольной или

других) титрование раствором НаОН проводят в присутствии фенолфталеина.

Вконическую колбу емкостью 250 мл отмеряют пипеткой 100 мл исследуемой воды, затем прибавляют 2-3 капли

1^-ного раствора фенолфталеина в 60%-ном спирте. Пробу титруют 0,1 н раствором НаОН до появления слабо-розовой окраски, не исчезающей 1-2 мин.

Общая щелочнооть воды обусловлена наличием свободных гидроокисей, а также солей слабой кислоты и сильного ос­ нования (карбонатов, гидрокарбонатов).

В коническую колбу на 250 мл отмеряют пипеткой 100 мл воды, прибавляют 2-3 капли 0,03%-ного водного раствора

метилоранжа и титруют 0,1 н раствором HCI до перехода ок­ раски в оранжевую.

- 95 -

рЯ воды определяли? либо колориметрически о индикатлравяа (динитрофенолами или другими), либо потенциометрически оо стеклянным электродом на рН-метре (например, на рН-метре ЛП-58 или ЛШ-SO-M либо I u 7 - 0 I ) .

Длл измерения рН применяют электродную оиотему, ооотояшую из стеклянного электрода и электрода сравнения (оеребряшй/хлороеребрядай или каломелевый электрод). Электрод­ ная система со отеклянным электродом имеет большое внутрен­ нее сопротивление (500-1000 Мом), поэтому для измерения ЭДС такой оиотемы применяют компенсационную охему, позво­ ляющую существенно уменьшить ток потребляемый при изме­ рении.

Схема рН-метра и методика "змврений приведены на стр. 114

5. Определение электропроводности воды [3, 21]

Измерение электропроводности вода служит для контроля степени ее очистки от примесей.

Для измерений применяется кондуктометр, оонованша на методе уравнивания мостовой схемы (рис,22),

Еио.22. Схема кондуктометра:

1- генератор напряжения (1150 герц),

2- усилитель раэбаланоа,

3•- микроамперметр.

Изменяя сопротивление Rf добиваются отсутствия тока в микроамперметре. При этом

Откуда и вычисляют сопро^тивление исследуемого раотво>

ра Р^. Схема прибора и методика измерений приведены на

стр. 119 • 1

-96 -

6.Определение натрия [3, 2l]

Концентрация ионов натрия в воде определяется методом

пламенной фотометрии.

Принцип метода состоит в том, что исоледуемый раствор

распыляется скатам воздухом в распылителе типа пульвериза­

тора и смешивается с горячим газом. При сгорании газа ин­ тенсивность све-ення его в горзлке соответствует при

определенной длине волны (в определенных пределах) кон­

центрации данного элемента в растворе.

Методика проведения анализа на плацекном фотометре

приведена на стр. 131 .

7. Определение рабочей обменной емкости катконита

(211

Для определения рабочей обменной емкооти катионита -

динамической .обменной емкости "ДОЕ" используют лаборатор-

Еые стеклянные колонки (2 см х 50 см). В нижней их части

находится олой стеклянной ваты. Скорость прохождения воды1 через колонку регулируют краном или винтовым зажимом,

расположенным снизу. Определенный объем набухшего катио­

нита (в Каили Н-форме) загружают в колонку на 3/4 ее высоты.

Через слой катионита с определенной скоростью пропус­ кают раствор, содержащий ионы (например, С а 2 + ) , обмени­ вающиеся на На+ или ВГ^-ионы катионита. Фильтрат собирают

в мерные цилиндры. В каждой пробе определяют ионы Са + .

Раствор пропускают через колонку до тех пор, пока не наступит "проскок" поглощаемого иона, т.е.в фильтрате

появятся следы ионов Са2 ^ (с помощью мурексида или хромо­ гена; стр.92 и 93). Скорость фильтрования должна быть рав­

на 50 мл/мин. Необходимо следить за тем, чтобы уровень

раствора над катионитом оставался постоянным.

Вычисляют объем пропущенного через катионит раствора

и рассчитывают рабочую обменную емкость катионита, затем сравнивают полученное значение с литературными данными. В случае, если подготовленный катионит не полностью был

- 97 *

переведен в К1"- или На+-форму, емкость получится заниженной. Вариантам данной работы может быть определение объема раствора. HaCI или HCI для регенерации катионита в колонке.

В данном случае промывание колонки этими раствора:.';;: про­

водят до полного удаления из колонки Са2 + .

Для окончательной регенерации колонки катионит осто­

рожно взрыхляют обратным током дистиллированной воды и регенерируют 6#-ным раствором HaCI, пропуская через катио­

нит 700 мл раствора со скороотью 25 мл/мин. Отмывают ка­

тионит дистиллированной водой до исчезновения ионов С1~ (проба о АаН03).

8. Определение оптимальной дозы коагулянта [21]

о

Доза коагулянта (мг-экв/л или г-экв/м ) , соответствую­ щая наилучшему ооветлению или обесцвечиванию воды, назы­ вается оптимальной. Например, доза алюминиевого коагулянта равна 0,2-1,0 мг-экв/л.

Предварительно определяют прозрачность воды (по шрифту).

В 5 цилиндров емкостью по 0,5 л наливают исоледуемую воду, В каждый из них вводят соответственно 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 и 2,5 мл 5%-ного раствора A I 2 ( S 0 4 ) 3 (в расчете на безводную соль). Воду в цилиндрах после введения коагу­ лянта тщательно перемешивают стеклянной мешалкой в тече­ ние 2 минут. Растворам дают отстояться. Через 10 мин определяют прозрачность воды (по шрифту). Доза коагу­ лянта, при которой будет достигнута, максимальная прозрач­ ность воды, соответствует оптимальной.

3. РАДИОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОДЫ (10-12]

I . Идентификация изотопа и определение удельной

Измеренную пробу анализируемой вода (0.1 мл) наносят

на мишень, высушивают под лампой и определяют скорость

счета на установке Б-2 или ПП-8.. Затем определяют, на ка­ ком из следующих осадков соосаждается изотоп: Ге(0Н)3, СаС03, La2 (Cg04 )3 (при концентрации HCI 0,3 н для послед-

- 98 -

нега случая).

Для втой цели к чаоти раствора (0„5 мл) добавляют раотвор соответствующего катиона (20 мг) и избыток соответст­

вующего реактива; ооадок отф^уговывают и измеряют актив­

ность прозрачного раотвораХ/.

Для осаждения Ре(0Н)3 к 0,5 мл иооледуемой воды добав­

ляют 0,5 мл оолянокиолого раствора FeCTg (10 мг Fe3*) ж

аммиак, свободный от (HH^JgCOg, до щелочной реакции. Дин

осаждения СаС03 к 0,5 мл иооледуемой воды добавляют раот-

вор Са012 (10 мг Са), 0,2 мл раствора SH^CI и 0,5 мл Ю^-ного раствора (HH4)gC03. Для осаждения L a 2 ( C 2 0 4 ) 3 к

0,5 мл воды добавляют равный объем 0,6 н HCI и 0,5 мл на­

сыщенного раствора Н2 С2 04 , Осаждение проводят в центрифужной пробирке. После ооа-

кдения смесь нагревают (на водяной бане). Затем осадок от-

фуговывают, осторожно отбирают измеренный объем (0,2 мл)

верхнего прозрачного раотвора, помещают его на мишень, вы­

сушивают и измеряют окорость очетах''.

При сравнении активности фильтрата о активностью исход­ ного раствора следует учитывать проведенное разбавление раотвора реактивами, а также размер проб до и после осажде­

ния.

Ниже в табл.10 приведены данные по соосаждешда некото­ рых изотопов. По таблице можно определить ориентировочно,

какие из изотопов могут содержаться в воде. Для дальней­

шей идентифшсации изотопа в иооледуемой воде проводят реакции осаждения изотопа о изотопным носителем (напри­

мер, изотоп Ва-^ определяется осаждением добавленного неактивного изотопа Ва (20 мг) хроматом калия при рН =

= 3-5). Выбор реакции делают на основании аналитических

свойств соответствующих элементов (41.

Рекомендуется также доказать наличие изотопа по перио­

ду его полураспада или по слою полупоглощения излучения.

х/ может быть применено осаждение в стаканчике с отфильтровыванием раотвора. через круглый фильтр или с noMoi

полоски фильтровальной бумаги, погруженной кончиком в paci

вор (отфильтрованный раствор поднимается по полоске выше

уровня жидкости эта часть полоски отрезается и- измертется ее активность).