книги из ГПНТБ / Мусакин, А. П. Методы контроля радиохимических производств

-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):

- 115 -

Потенциал индикаторного электрода определяется по отно­

=- З ш х . 5 . При достаточно большом коэффициенте усиле­

ния напряжение Ч ш х мало отличается от ЭДС Е^. и, благода­ ря этому, ток, протекающий через электроды в процессе из­ мерения э.д.с, весьма мал.

Для измерения рН применяется стеклянный электрод; для

определения окислительно-восстановительного потенциала ис­ пользуют платиновый электрод (стеклянный конус с тонким слоем платины); для реакций титрования CI", B r " , J " и др. раствором AqH03 - серебряный; для реакций титрования раствором На-ЭДТА - ртутный (амальгамированная золотая проволока). Стеклянный электрод должен вымачиваться в во­ де 2-4 часа.

В качестве электрода сравнения используют серебряный- -хлорсеребряный электрод о насыщенным раствором KCI

(Е = 0,201 в) - стационарный или проточный (во втором

случае контакт с исследуемым раствором создается раствором KCI, медленно Еытекающим из полиэтиленового сосуда по

трубке).

Прибор должен быть подготовлен для работы мастером согласно инструкции. Перед проведением измерений надо про­ верить следующее:

а) заполнение проточного вспомогательного электрода раствором KCI (трубка должна быть заполнена без пузырьков

воздуха); б) исправность контактов индикаторного и вспомогатель­

ного электродов и положение их в растворе (высота установ­

ки , электродов должна быть такой, чтобы они при измерениях погружались в раствор на 20-40 мм, выступая из экрана на

40-80 мм).' Прибор должен быть заземлен; на задней стенке его необ­

ходима перемычка между клешами 2 и 3.

116 -

Включение прибора должно быть следующим; а) включить

прибор в сеть 220 в, подать напряжение на прибор включе­ нием тумблера или поворотом рукоятки "вкл"; при этом за-

гораетоя лампочка; б) присоединить к прибору индикаторный

и вспомогательный электроды; у прибора ЛШ-60 на левой

стенке поставить рукоятку в соответствие с проводимыми измерениями (рН или милливольты + - ) ; Е) промыть элект­

рода водой и выоушить фильтровальной бумагой (ологка ка­

саясь электрода); г) опустить электроды в исследуемый

раствор (рекомендуется для предварительной проверки опустить их сначала в раствор известного рН или известного

окислительно-восстановительного потенциала).

Через 30 мин после включения прибора в сеть переключить рукоятку на вид измерений (рН или милливольты, в соот­

ветствии с применяемыми электродами) и другой рукояткой

на интервал измерений (рекомендуется измерения проводить

в интервале -2 - +14 для рК или -200 + +1400 мв для окис­ лительно-восстановительного потенциала).

Отчеты проводить по установлении значения (через 0,5 -

- I мин). ,

По окончании измерений выключить прибор, вынуть и промыть водой электроды. Стеклянный электрод рекомендуют

хранить погруженным в воду (не оледует допускать его вы­

сыхания).

При потенциометрическом титровании рекомендуется ре­ зультаты измерений наносить непосредственно на миллимет­

ровую бумагу в виде графика, показаний прибора в зависимос­

ти от количества рабочего раствора. Первое титрование мо­ жет быть сделано ориентировочным (чтобы определить, около

какой точки титрование наблюдается скачек). При повторном

титровании около этой точки следует для титрования добавляй возможно малые порции рабочего раствора* Рекомендуется заранее подсчитать ориентировочные значения рН или милли­ вольт для точек титрования на 90% или 110%: например, при

титровании раствора. V03"1" раствором Ге 2 + на 90% потенциал

При потенциометрическом титровании методом комплексооб-

разования раствором На-ЭДТА применяют ртутный индикаторный

электрсд и добавляют индикаторные количество соли HCJ2+

(в точке эквивалентности наступает скачек концентрации этих

КОЫОЕ, что регистрируется ртутным катодом). Концентрация

Hg(fl0g)g.2Hg0 должна быть 5.Ю- 4 М (по литературным данным

Ю""^М). Для данной цели растворяют 1,8 г этой соли в 100 мл воды; и 20 мл анализируемого раотвора прибавляют

неоколъчо капель приготовленного раствора (поправку на

индикатор определяют холостым опытом). Скачки титрования оледующие: для^СсЬ'"1" от 400 мв к 220; для Мдл + от Н О к

260 мв; для Ге3"1" от 230 к 370 мв.

2, Полярограф автоматический электронный ПА-3 (инструкция к эксплуатации)

1)Заправить в аппарат диаграммую бумагу. Вращая про­ тив часовой стрелки ручку "протяжка бумаги" (на правой

стороне корпуса) ВЫЕОДЯТ бумагу на столик (имеется подвиж­

ная пленка для отжатия бумаги и протяжки ее рукой).

2)Вставить в пазы каретки чернильницу-перо и налить

пипеткой чернила.

3)Ручкой "установка нуля" установить шкалу барабана

задающего реохорда (вращением по часовой стрелке) на де­

ление "0".

4)Включить прибор, установив тумблер "включено-сеть"

(на панели блока измерения) в положение "сеть" и дать

прогреться прибору 15 мин. В зависимости ог .снятия обычных

или дифференциальных полярограмм установить переключате- - ли, тумблеры и ручки панели блока измерения в положения,