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

-107 -

2.Люминеоцентный метод определения урана

Люминеоцентный (флюоресцентный) метод определения ура­ на основан на измерении интенсивности свечения ("флуорес­ ценции"), возникающего при дейотвии ультрафиолетового света на перлы, полученные при оправлении НаГ (или НаГ + + НаКСОд) с вещеотвом, содержащим уран. Интенсивность свечения перла пропорциональна содержанию урана в перле и может быть измерена сравнением с эталонами как визуально,

так и с помощью приборов. Многие примеси (Ca.LL , Sr,

SlOg, Mg, Po|" й др.).ослабляют ("гасят") флуоресценцию

перлах'. Уран может быть определен также по люминесценции

сернокислого или фосфорнокислого раствора.

1_-й_метод_.

Предварительно подготавливают таблетки чистого НаГ (преосованиемего порошка в 3 мм отверстия бакелитовой плитки толщиной 3,2 мм, помещенной на стеклянную пластин­ ку).

Петлю из платиновой проволоки (диаметр петли 3,2 мм)

нагревают докрасна на пламени хорошей горелни. Таблетку охватывают петлей и расплавляют HaP.TaKv чтобы он пол­

ностью заполнил петлю.

Смачивают перл с помощью микропипетки, измеренным коли­

чеством анализируемого раствора урана освобожденного от при­ месей эфирной экстракцией3^; можно вместо этого погрузить

перл непосредственно в анализируемый раствор и осторожно вынуть.(количество оставшегося при этом на перле раствора

определяется экспериментально - взвешиванием).

Перл сушат и справляют на горелке. После охлаждения

перл помещают под источник ультрафиолетового света и срав­ нивают его люминесценцию с эталонами. При визуальном срав­ нении удобны эталоны, щяготовленные в виде перлов, со­ держащих до 32 мкг урана на перл несом 20 мг.

х/ Метод выделения урана см.на стр. 56 .

-109 -

3.Радиометрическое определение урана \.7, стр.255]

Уран может быть определен по его ос-излучению или, кос­

венно, по (3 - или t -излучению продуктов его распада (по

При измерении Л -излучения слой вещества не должен быть больше 0,3 мг/ем2 го избежание эффекта овмопоглощения.

При анализе сложных материалов ypjjii следует отделять от других веществ (например, методом распределительной -хроматографии; см.ниже).

Измерение ос-излучения проводят сцинтилляционными

счетчиками. Первичным детектором в этих счетчиках служит раствор сцинтиллятора в органическом растворителе (на­ пример, п-терфенкл в ксилоле или толуоле 5 г/л), Для изме­ рений может быть иопользован торцовый счетчикft.-излуче­ ния (типа СЛТ-7), работающий при напряжении 330-390 в (эффективность счетчика более 20% при 5 мэв).

Измеренное среднее число <Х -распадов на мишени в I кия позволяет вычислить содержишь урана в анализируемой про­ бе по формуле; ft , v > \00

где N - полное число ся -распадов в I мин на мишени; V - объем раствора, нанесенный на мишень, мл ;

Ч>- общий объем раствора, выделенного урана, мл; у - навеска пробы анализируемого материала, мг;

П - число сС -распадов в I мг данного изотопа в

I мин (для природного уоана это число соответ­

ствующее его"изотопному составу, PUEHO 1506;

для Ц. -238 742).

1 4. Отделение урана от других элементов методом распределительной хроматографии [ 7 , отр.Юб}

При разделении урана и других элементов методом хро­

матографии на" бумаге может быть использована в качестве'

органического растворителя смесь длаткловою эфире, эти­

лового спирта и концентрированной ШОд (70:23:7). При этом R| для уранэ^П равно С,И, r-стаяыше элемента при

- н о -

Rj ^ 0,14. Уран из зоны может быть экстрагирован указан­

ным растворителем, а затем растворитель отогнан.

Выделение урана-У1 на целлюлозной или силикагелевой

колонке быстрее.

Азотнокиолый раотвор уранилнитрита 0,5-0,6 н по ННОд насыщают оухим ННдНОд. Этот раствор перемешивают стеклян­

ной палочкой с тщательно высушенным мелкозернистым (зерно

0,3-0,5 мм) крупнопористым силикагелем (3 см3 оиликагеля

на каждый I мл раствора). В течение 0,5-1,0 мин перемеши­ вания раствор впитывается в поры оиликагеля, который сно­

ва становится сыпучим. Переносят его в колонку на пред­

варительно загруженный в нее очистительный слой, состоящий из 6-7 ом оиликагеля, пропитанного 10 М раотвором

нитрата аммония (2-2,3 мл), 0,5 М по ННОд.

Через колонку фильтруют диэтиловый эфир, предварительно

насыщенный взбалтыванием о равным объемом 10 М ННдНОд,

0,7-1,1 н по Ш0д. Эфир пропускают через колонку оо ско­

ростью 0,5 мл/мин.см2. Для полного вымывания урана требу­ ется 15-25 мл эфира. Эфирный экстракт собирают в неболь­ шой стакан с 5-10 мл дистиллированной вода. Полученный

экстракт осторожно выпаривают на водяной бане до удаления эфира, и определение урана проводят в зависимости от его содержания в пробе весовым, объемным, колориметривеоким, полярографичеоким, люминесцентным, радиометрическим или другими методами.

5. Объемное определение тория [8, б]

Определение тория объемным методом основано на осажде­ нии иодата тория - 4 Tll(J0g)4 .KJ0g и последующим иодомет-

рическим определение иодат-ионов в осадке.

Помещают 2 мл исследуемого раствора, содержащего 1-5 г тория Е цетрифукную пробирку емкостью 10 мл. Затем к раст­ вору прибавляют I мл 50^-иой азотной кислоты и 3 мл 15%-то раствора KJOg ( Е 50^-ной азотной кислоте). После перемеши­

вания ц&трифугируют осадок. Сливают раствор, проверяют полноту осаждения и осадок промывают водой 'А раза порц

- I l l -

no 8 мл с отфуговыванием осадка. '

Прибавляют в пробирку I г йодистого калия (2 мл 50^-ного раствору); прибавляют соляную кислоту до ра.строрения осадка.

Раствор переносят количественно р коническую колбу и оттитровывают из бюретки на 5 мл 0,1 н раствором тиосульфата (без индикатора) до обесцвечивания раствора.

После окончания работы следует написать уравнения реак­ ций, рассчитать эквивалентный вес тория (обратить внимание

на его величину - 9,1и) и рассчитать' содержание тория в исследуемом растворе.

6. Колориметрическое определение тория [ 8 ]

Колориметрическое определение тория проводят в кислой

среде с арсеназо-Ш

(HOVOAs НО ОН AsO(OH),

'Арсеназо Ш - I,8-диоксинафталин-З,6-дисульфокислота-2,7-бис(азо-2)

фениларсоновая кислота (динатриевая соль)

В присутствии тория арсеназо изменяет окраску из фиоле­ товой Е зеленую (рис.24).

Рис.24. Спектр арсеназо Ш (а)

и его соединения с 4+ (б)

Ю - 4 М растворы

500боо 700мм*

Всильнокислой среде (5-9 н HCI) окрашенные соединения

- 112 -

пропускания.при 665 ммк). Измерения проводят по отношению

раствора холостого опыта (соляная кислота, арсеназо-Ш и

вода).

5, АНАЛИЗ СЛОЖНОГО ВЕЩЕСТВА

В данной работе студент получает задание разработать метод и количественного анализа сложного вещества и при­

менить его для выданного образца. При выполнении задания

студент должен проявить большую самостоятельность и нау­ читься пользоваться литературой по аналитической химии, на

основании которой выбрать наиболее удобный вариант анали­

за. Просмотр литературы начинается со справочников 14 и 5],'

затем оледует обратиться к специальным руководствам, ука­

занным в этих справочниках, а также к специальным журналам 123)..

При разработке методов определения процентного содер­

жания указанных элементов целесообразно выбирать такие

методы, которые позволяют проводить определение без выде­ ления данного элемента (для определения разных элементов

берутся отдельные навески анализируемого вещества). Необ­

ходимо учитывать не только оостав оложного вещества и влилг

ние одних элементов на определение других, но также и со­ держание определяемого элемента в веществе (зто должно быть ориентировочно известно студенту перед работой). При средней концентрации элемента удобны методы объемного анализа и, особенно, методы потенциометрического титрова­ ния; при малом содержании элемента применяют метоЯы коло­

риметрии, полярографии и др. ' i

Обычно вещество для анализа выдается в виде смеси сухих

солей или окислов. Перед анализом необходимо смесь тща­

тельно перемешать (и растереть), так, чтобы проба вещест­

ва, взятая для анализа, соответствовала по составу воему выданному веществу.

После выбора методов анализа студент должен составить подробную пропись (инструкцию) определения каждого из ука­ занных элементов. Форма этой прописи должна быть следующая;

- 113 -

а) название методики определения;

б) принцип метода (основная оущнооть метода, уравнения реакций);

в) описок приборов и реактивов, необходимых для проведения

анализа;

г) описание подготовки реактивов и приборов для анализа;

в частности, методов приготовления рабочих растворов и определения их концентрации (титра);

д) методика проведения определения данного элемента с ука­ занием концентраций и количеств применяемых реактивов,

времени, температуры при анализе, дремов анализа и т.п.;

е) расчетная формула для вычисления результата определения; ж) точность определения {% относительных).

После согласования методов определения указанных эле­

ментов о преподавателем отудент получает задачу, подготав­

ливает ее (раотирает и тщательно перемешивает до полной

однородности) и проводит определение процентного оодержаняя этих элементов в вещеотвв (иэ отдельных навеоок вещеотва).

Некоторые варианты выдаваемых задач (омесь двух оолей или окислов по ионам) оледуадие (табл.II):