книги из ГПНТБ / Воробьев, А. М. Методы определения радиоактивных веществ в воздухе [практическое пособие]

ниєм в виде фосфата магния и аммония и прокаливания последнего до пирофосфата по схеме:

H3PO4 + 12(NH4)2MoO4 + 21HNO3→ (NH4)3PO412MoO3 + + 21NH4NO3 + 12H2O;

(NH4)3PO412MoO3 + 2NaOH-→ NaNH4HPO4 + (NH4)2MoO4 + + IlNa2MoO4 + IlH2O;

NaNH4HPO4 + MgCl2 + NH3-MgNH4PO4 + NH4Cl + NaCl;

2MgNH4PO4—>Mg2P2O7 + 2NH3 + H2O.

Для осаждения в виде соли фосфорно-молибдено­

вой кислоты требуется, чтобы’фосфор находился в ра­

створе в виде ортофосфата. Перевод мета- и пирофос­

фата в ортофосфаты достигается предварительным наг­

реванием анализируемых растворов с азотной кислотой.

Повторное переосаждение фосфора в виде фосфоро-

молибдената аммония в ряде случаев дает осадки, не тре­ бующие дополнительного очищения выделением в виде фосфата магния и аммония. В этих случаях осадок

фосформолибдата аммония растворяется в титрован­

ном растворе щелочи с образованием двузамещенной

(соли фосфорной кислоты. По количеству прореагиро­

вавшего титрованного раствора щелочи рассчитывается

выход носителя, затем измеряется абсолютная актив­ ность раствора.

При определении радиофосфора в пробах, сильно загрязненных другими радиоактивными изотопами, сле­ дует производить еще переосаждение его в виде двой­

ной соли фосфата магния и аммония, которая затем пе­ реводится в пирофосфат прокаливанием. Из получен­ ного осадка готовятся препараты для измерений абсо­

лютной активности. Выход носителя рассчитывается от веса полученного осадка пирофосфата.

При выделении фосфата осаждением в виде фосфо­

ромолибдата аммония замедляющее действие на осаж­ дение оказывает присутствие значительных количеств кремневой кислоты, органических веществ, серной, со­ ляной, фтористоводородной кислот и аммонийных солей

этих кислот.

Реактивы и материалы. 1. Аммоний молибденовый, 12% раствор.

3. Аммоний азотнокислый, насыщенный раствор.

140

4. Аммоний азотнокислый, 5% раствор в 10% азотной кислоте.

5.Аммоний азотнокислый, 1% раствор.

6.Кислота азотная: 25% и O,1N растворы.

7.Перекись водорода, 1% раствор (по объему).

8.Аммиак: 25, 8 и 2% растворы.

9.Натр едкий, 0,2N раствор.

10.Калий марганцевокислый, O,1N раствор.

11.Нитрит натрия, 0,1 N раствор.

12.Кислота соляная, 20% раствор (уд. вес. 1,1)

13.Кислота лимонная, кристаллическая.

15.Натрий углекислый, безводный Na2CO3.

16.Фенолфталеин, 1% спиртовой раствор.

Отбор пробы. Отбор пробы воздуха на содержание

аэрозолей фосфора производят на фильтры АФА-ХП-18, позволяющие извлекать фосфор с фильтра путем про­ мывания азотной кислотой. Возможно также использо­ вание и других фильтров, изготовленных из материала

ФПП-15. Отбор пробы воздуха на фильтры АФВ-ХП-1&

производят со скоростью не выше 100 л/мин. Для опре­

деления 0,1 СДК в воздухе рабочих помещений доста­

тельных прибора с пористой пластинкой, наполненных

10 мл смеси равных объемов 0,05N KMnOq и 0,1 N

HNO3. Скорость отбора — l,5→-2 л/мин, необходимый

объем — 50 л. Присутствие P32 в воздушной среде в. газо­

образной фазе чрезвычайно редкое явление.

Ход анализа. Фильтр с аэрозолями осторожно из­ влекают из фильтродержателя и трижды промывают го­

рячим 25% раствором азотной кислоты, по 5 мл на про­

мывку. Если заведомо известно, что в воздухе могут присутствовать аэрозоли фосфата циркония, нераство­ римого в кислоте, то обработка производится следую­

щим образом. После кислотных промывок фильтр по­ мещают в платиновой тигель, озоляют и прокаливают

при температуре 500—600° до озоления. Остаток сплав­ ляют с 0,2 г Na2CO3, сплав выщелачивают 5÷10 мл воды,

нерастворимый остаток отфильтровывают, промывают,

прокаливают в кварцевом тигле и сплавляют с 0,2 г KHSO4. Сплав растворяют в 15 мл 25% раствора HNO3

141

иосторожно объединяют с раствором, полученным при выщелачивании содового сплава.

Вслучае определения газообразных соединений фос­ фора содержимое обоих поглотителей выливают в фар­

форовую чашку, ополаскивают их 3 мл дистиллирован­ ной воды, которую сливают в ту же чашку и упаривают на водяной бане до половины объема. Для разрушения KMnO4 добавляют несколько капель 1% раствора Н2О2

иупаривают раствор досуха. Упаривание с 5 мл дистил­ лированной воды производится еще два раза. Затем су­

хой остаток растворяют в 10 мл воды и переносят в ста­

канчик на 50 мл.

Враствор вносят фосфороноситель (NH4)2 HPO4 (2—5 мг фосфора) и 10—15 мл 25% раствора азотной

кислоты. Раствор нагревают до 50°, и к нему прилива­

ют сначала 10 мл насыщенного раствора азотнокисло­ го аммония, а потом при взбалтывании медленно вли­

вают 10 мл 12% раствора молибдата аммония. При

этом выделяется желтая соль фосформолибдата аммо­ ния. Жидкость перемешивают еще 1 мин и оставляют

стоять 1—2 ч. Осадок фосформолибдата аммония отде­ ляют от жидкости центрифугированием и 3 раза промы­

вают 5% раствором азотнокислого аммония, растворен­

ного в 10% растворе азотной кислоты (для освобождения от других радиоактивных изотопов), и 1 раз 1% водным

раствором азотнокислого аммония для освобождения от

кислоты/Промытый осадок растворяется в 4—5 мл 8%

раствора аммиака.

Для повторного осаждения фосформолибдата аммо­ ния к аммиачному раствору прибавляют 10 мл насы­

щенного раствора азотнокислого аммония и 1 мл 12%

раствора молибдата аммония. Жидкость нагревают до 50° и при перемешивании по каплям приливают 10 мл

25% раствора азотной кислоты-. Выделившийся осадок вновь отделяют центрифугированием, 2 раза промыва­

ют 5% раствором азотнокислого аммония в азотной кислоте и несколько раз 1 % водным раствором азотно­

кислого аммония до полного удаления азотной кислоты (положительная реакция фильтра с фенолфталеином

после прибавления к нему 1 капли 0,01N NaOH). Промытый осадок фосформолибдата аммония обра­

батывают точно определенным количеством титрован­ ного раствора едкого натра 0,2N, избыток которого об­

ратно оттитровывают 0,1 N раствором азотной кислоты

142

по фенолфталеину; 1 мл 0,2N NaOH соответствует 0,27 мг фосфора. Полученный после титрования раствор

доводят до определенного объема и определяют его ак­

тивность. Титр раствора носителя фосфора проверяют в

тех же условиях таким же методом.

При определении радиофосфора в пробах, сильно загрязненных другими радиоизотопами и неактивными примесями, производят еще дополнительное его очище­ ние выделением в виде фосфата магния и аммония. C этой целью осадок фосфоромолибдата аммония после вторичного осаждения промывают 1—2 раза 5% раст­

вором азотнокислого аммония в 10% растворе азотной 'кислоты и 1—2 раза 1% водным раствором азотнокис­ лого аммония. Промытый осадок растворяют в 8% ра­ створе аммиака (25—20 мл). К аммиачному раствору

зиальной смеси (25—50 мл). Большой избыток осади­

теля не мешает. Затем, непрерывно помешивая, ней­

трализуют раствор медленным добавлением концент­ рированного аммиака в количестве 1A всего объема имеющейся жидкости. В течение 30 минут жидкость

изредка перемешивают и оставляют на 4—6 ч.

Осадок фильтруют через беззольный плотный фильтр (синяя лента), промывают 2% раствором ам­ миака и растворяют в 10% растворе горячей соляной кислоты (около 50—60 мл) для переосаждения. Из

охлажденного раствора повторно выделяют осадок

MgNH4PCA, прибавляя несколько миллилитров магне­

зиальной смеси (при непрерывном перемешивании), и

через 4—6 ч осадок фильтруют через беззольный

фильтр, промывают 2% раствором аммиака, подсуши­

вают и переносят фильтр с осадком в доведенный до

постоянного веса фарфоровый тигель. Осторожно обуг­

ливают бумагу, не допуская ее воспламенения, сжи­

гают уголь при возможно более низкой температуре,

чтобы избежать восстановления фосфата и, следова­ тельно, улетучивания фосфора. Затем прокаливают

осадок при температуре 1000—1050° для перевода фос­ фата магния и аммония в пирофосфат магния. По ко­

личеству последнего рассчитывают выход носителя и берут навески для измерений абсолютной активности.

143

Приложение

Аппаратура и оборудование, необходимые для определения радиоактивных веществ в воздухе

1. Установка для отбора проб воздуха: PB-I, электроаспиратор

АФА-ХА, АФА-В. Иногда требуется техническая ткань ФПП, при­ меняемая для очистки воздуха.

чметру желательно иметь набор из 8—10 камер.

13.Фотоколориметр ФЭК-М.1 или другой марки.

14.Центрифуга любой марки на 3000 об/мин (ЦЛК-1 и др.).

15 .Набор образцовых а-излучателей не ниже 2-го класса с актив/ноотью 50—100 расп/імиін и диаметром активного пятйа 20— 50 мм. Желательно иметь эталонные источники естественного урана, U234, Pu239 и Am24’.

17.Инфракрасная лампа для сушки мишеней. x

18.Муфельная печь.

19.Электроплитка.

20.Песчаная баня.

21.Водяная баня.

144

ЛИТЕРАТУРА

Аксельрод Ф. Μ., Ляликов Ю. С. Фотометрическое определение то­ рия в природных водах с использованием арсеназо III. — «Ж. аналит. химии», 1965, вып. 20, р. 4, с. 514.

Аналитические аэрозольные фильтры АФА. Каталог. «Изотоп». Μ.,

1972.

Белоусов Л. 3., Новиков Ю. В., Орешко В. Ф., Поливода Б. И. Ме­ тодика определения естественного радиоактивного фона атмос­

Буланова Н. Д., Воробьев А. Μ. Экстракция протактиния-233 из со­ лянокислых растворов спиртами. — «Радиохимия», 1967, т. IX,

вып. 3, с. 381.

Быховская Μ. C., Гинзбург С. А., Хализова О. Д. Методы определе­

ния вредных веществ в воздухе и других средах. Μ., «Медици­

на», 1966.

Вдовенко В. Μ. Химия урана и трансурановых элементов. Μ.—Л.,

Изд.-во АН СССР, 1960.

Воробьев .4. Μ., Кузьмина В. П. Определение аэрозолей плутония в присутствии значительных количеств урана. — «Гиг. и сан.»,

1963, № 9, с. 54

Воробьев А. Μ., Фомичева В. И. Аналитическое определение амери­ ция, плутония и урана с помощью анионита АМП. — «Радиохи­

мия», 1965, т. VII, вып. 6, с. 728.

Гайсинский Μ. Ядерная химия и ее приложение. Μ., Изд-во иностр,

лит., 1961 (перев. с франц}.

Гельман А. Д., Москвин А. И., Зайцев Л. Μ., Мефодьева Μ. П.

Комплексные соединения трансурановых элементов. Μ., Изд-во

АН СССР, 1961.

Городинский С. Μ. Средства индивидуальной защиты для работ с

радиоактивными веществами. Μ., Атомиздат, 1972.

Гречушкина Μ. П. Таблицы состава продуктов мгновенного деления Ù235, U238, Pu239. Μ., Атомиздат, 1964.

Даймонд Р. Μ., Так Д. Т. Экстракция неорганических соединений.

Μ., Атомиздат, 1962 (перевод с англ.).

Дегтярев Ю. H., Белослюдова Г. А. К вопросу об определении йода131.— «Радиохимия», 1965, т. VII, вып. 6, с. 729.

146

Сиборг Г. T., Кац Дж. Д. Химия актинидных элементов. Al.. Атомнз-

дат, 1960 (перев. с англ.).

Смолкина Т. И., Чубаков А. А. Исследование сорбции радиоактив­ ного йода активированным углем и изучение форм газообразно­ го йода в воздухе.— «Атомн. энергия», 1965, 18, вып. 3, с. 298.

Справочник по ядерной физике. Μ., Государственное издательство

физико-математической литературы, 1963.

CnypHbiiil К. Аэрозоли. Μ., Атомиздат, 1964 (перев. с чешского).

Старик И. Е. Основы 'радиохимии. Μ.—Л., Изд. АН СССР, 1969. Степин В. В. Хроматография, ее теория и применение. Μ., Изд-во

АН СССР, 1960.

Тарасенко Н. Ю. Гигиена труда при работе с торием. Μ., Госатом­

издат, 1963.

Федоров А. А. Новые методы определения фосфора. Μ., «Металлур­ гия», 1965.

Фетт В. Атмосферная пыль. Μ., ИзД-во иностр, лит., 1964 (перев. с нем.).

Фомин В. В. Химия экстракционных процессов. Μ., Атомиздат, 1960. Фукс Н. А. Механика аэрозолей. Μ., Изд. АН СССР, 1955.

Шашкин В. Л. Методы анализа естественных радиоактивных эле­

ментов. Μ., Атомиздат, 1961.

Швецов И. К., Воробьев А. Μ. Исследования в области геологии, химии и металлургии. Доклады в Женеве. Al., Изд-во АН СССР,

1955.

Ames D. P. Rapid radiometric assay for radium and application to uranium ore process solutions. Nat NucI. Energ. Series. New. York.,

1949, div IV, 14b, V. 11, p. 1700.

Бегнал Kr Химия редких радиоактивных элементов. Μ., Изд-во ино­

стр. лит., 1960 (пер. с англ.)

Eisenbud Μ., Harley J. Radioactive dust from nuclear detonation.

Gronch E. A. C., Cook G. The analysis of complex mixtures of elements

Helv. chi∫n. acta, 1955, V. 38, p. 485.

Hoy J. E., Groly J. Particle size aerosols on plutonium radiochemical

plant. Quarterly, 1957. V. 18, № 4, p. 312.

Krtil J., Kolarik Z., Kourim V. ‘Isolation of long-living fission products from radioactive wastes. I. Group separation of mixture fission

products. Chem. Abstr., 1965, V. 62, № 3, p. 113.

Loveridge B. A., Gordon Μ. S. Weaver J. R. The determination of

actinium-227 in soils. AERE-R-4747, Dec. 1964, 25.

(Мец 4., Уотербен Г.) Аналитическая химия трансурановых элемен­ тов. Μ., Атомиздат, 1967 (пер. с англ.).

Moore F. L. Radiochemical determination of neptunium-239 and

148