实验二 高含量铀的测定——Fe(II)还原-钒酸铵滴定法
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33FR I ND OF MI L INDU STRY 材料科学2007.N O .13化工之友铀是核工业中最为重要的元素,铀的滴定分析在研究领域和实际生产中都有着重要的作用。
铀的滴定分析主要有螯合滴定和氧化还原滴定两类[1]。
螯合滴定使ED TA 作为滴定剂。
由于测定时干扰元素较多、没有较好的指示剂、终点变化不明显、且铀(Ⅵ)与ED TA 形成的螯合物稳定常数(107.4),远低于铀(Ⅳ)的稳定常数(1026),须将铀(Ⅵ)还原成铀(Ⅳ)后才能滴定。
因此这种方法在实际生产中未能普遍应用。
铀的氧化还原滴定可分为标准还原剂还原滴定铀(Ⅵ)和用标准氧化剂滴定铀(Ⅳ)两种。
氧化滴定法包括:高锰酸钾滴定法,钒酸铵滴定法和重铬酸钾滴定法等。
1钒酸铵滴定法是应用最为普遍的方法之一由于钒酸铵溶液可配成很低浓度(0.002~0.004m ol /L ),并长期稳定不变,因而可用于微量铀的测定;钒酸铵在0.25~26m ol /L 硫酸溶液中氧化还原电势V O 2+/V O 2+在0.97~1.43V [2]范围内,只要控制硫酸浓度就可得到一定电势的钒酸铵溶液;用钒酸铵滴定允许钒和铁存在的量高于重铬酸钾滴定法;因此钒酸铵滴定法在实际生产中广为应用。
2钒酸铵滴定法的原理在磷酸介质中,用FeSO 4和SnC l 2将铀还原至四价,过量的还原剂用N aN O 2氧化[3],剩余的N aN O 2被尿素[3]分解,然后在3~5m ol /L 磷酸介质中,以N -苯基邻氨基苯甲酸和二苯胺磺酸钠作指示剂,用钒酸铵标准溶液滴定铀(Ⅵ)至溶液出现微紫色即为终点[4]。
反应式如下:铀的还原:H 4[U O 2(HP O 4)3]+2Fe SO 4+4H 3P O 4→H 2[U (H PO 4)3]+2H 3[Fe (PO 4)2]+2H 2SO 4+2H 2O过量还原剂的氧化:4FeSO 4+2N aN O 2+2H 2SO 4=2[Fe (N O )]SO 4+F e 2(SO 4)3+Na 2SO 4+2H 2O2[Fe (NO )]S O 4+2N a N O 2+2H 2SO 4=F e 2(S O 4)3+3NO ↑+Na 2SO 4+2H 2O剩余N a NO 2的分解:2Na N O 2+(N H 2)2CO +2H 3PO 4→2N O ↑+CO 2↑+2N a H 2P O 4+3H 2O钒酸铵滴定铀(Ⅳ):H 2[U (H P O 4)3]+2NH 4VO 3+4H 3P O 4→H 4[U O 2(H P O 4)3]+V 2O 2(HP O 4)2+2NH 4H 2P O 4+2H 2O3重要操作条件的讨论。
钒氮合金钒的测定硫酸亚铁铵滴定法钒氮合金钒含量的分析规程硫酸亚铁铵滴定法1 适用范围本规程适用于钒氮合金、氮化钒铁的测定。
测定范围(质量分数)≥60.00%2 引用标准GB/T24583.1-2009 钒氮合金钒含量的测定硫酸亚铁铵滴定法3 方法原理试料用硝酸、磷酸和硫酸溶解后,以N-苯基邻氨基苯甲酸为指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液进行滴定。
根据硫酸亚铁铵标准溶液的消耗量,测得钒的含量。
4 主要试剂4.1硫酸,ρ1.84g/mL。
4.2 硝酸,ρ1.42g/mL。
4.3硫酸,1+1。
4.4磷酸,1+1。
4.5 硫酸亚铁铵,50g/L,称取5g硫酸亚铁铵溶解于100mL硫酸(5+95)中,混匀。
4.6 高锰酸钾溶液,25g/L。
4.7 尿素溶液,100g/L。
4.8 亚硝酸钠溶液,20g/L。
4.9 硫酸亚铁铵标准溶液,c≈0.05mol/L。
称取19.7g 硫酸亚铁铵,溶于硫酸(5+95)中,移入1000mL 容量瓶中,以硫酸(5+95)稀释至刻度,混匀。
4.10 N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂溶液,2g/L ,称取0.2g N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂溶于碳酸钠溶液(2g/L )中,并用碳酸钠溶液(2g/L )稀释至100mL ,混匀。
4.11标定称取于105℃±5℃烘干并在干燥器冷却至室温的五氧化二钒(纯度大于99.99%)0.1500g 三份分别置于500mL 锥形瓶中,加入10mL 氢氧化钠(200g/L ),低温加热50mL 硫酸溶液(4.3),煮沸取下,加入5mL 磷酸(4.4),加入50mL 水微热溶解盐类,煮沸1min ,取下冷却至室温,加5mL 硫酸亚铁铵(4.5),以下按(5.4)相同部分操作。
随同标定做空白试验,3份别滴定溶液所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液体积的极差值不大于0.05mL 时,取其平均值,否则,应重新标定,按式(1)计算硫酸亚铁铵标准溶液对钒的滴定度。
Tv=00m V V ×0.5601 …………………(1) 式中: Tv ——硫酸亚铁铵标准溶液对钒的滴定度,g/mL ;m 0——称取五氧化二钒的质量,g ;V ——被滴定溶液所消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积,mL ;V 0——滴定所做空白试验溶液时所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积,mL ;0.5601——五氧化二钒换算为钒的系数。
硫酸亚铁还原/钒酸铵氧化滴定法一、测定范围0.03%-5.0%,适用于花岗岩、碳质硅质页岩、凝灰熔岩、白云岩、霓霞正长岩及碳质粉砂岩类矿石中铀的测定。
二、测定原理矿样用盐酸、双氧水和氢氟酸分解后,溶液中的铀(Ⅵ)在约35%的磷酸中,用硫酸亚铁还原四价,共存的铬、钼、钒等离子也同时被还原。
过量的硫酸亚铁及其它还原性离子用亚硝酸钠氧化,此时四价铀由于形成稳定的[U(HPO4)3]2-络离子而不被氧化。
过量的亚硝酸钠用尿素分解,最后用二苯胺磺酸钠作指示剂,用钒酸铵标准溶液滴定铀(Ⅳ)。
三、试剂1、磷酸比重1.722、盐酸A 比重1.193、盐酸B 2%4、硝酸比重1.425、氢氟酸比重1.136、硫酸A 1:17、硫酸B 1N8、双氧水30%9、尿素20%10、亚硝酸钠15%11、二苯胺磺酸钠0.2%12、硫酸亚铁20%,20g硫酸亚酰溶于100ml1N硫酸中,有效期为一个月。
13、铀标准溶液称取1.1792gU3O8于烧杯中,加入10ml盐酸、3ml双氧水、两滴硝酸,盖好表面皿,放置3分钟并经常摇动,待剧烈反应停之后,在沙浴上加热至固体完全溶解。
冷却后转移至100ml容量瓶中,稀释至刻度,摇匀(该溶液每毫升含1mg铀)。
准确移取50ml铀标准溶液于500ml容量瓶中,加入1ml盐酸A,稀释至刻度,摇匀。
该溶液每毫升含铀0.1mg。
14、钒酸铵标准溶液Ⅰ、配制称取一定量的钒酸铵于烧杯中,用少量水调成糊状,加入250ml硫酸A,搅拌使其完全溶解,冷去后转移至1L容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。
贮于棕色瓶中,放置在阴凉处。
用1:2的硫酸750ml溶解,冷却后用水稀释至2000ml,此溶液每毫升相当于0.0003g铀。
Ⅱ、标定准确的移取一定量的铀标准溶液5份,分别至于150ml锥形瓶中,加入12ml磷酸,然后加水使溶液的体积达到30ml,再加入2ml硫酸亚酰、1ml盐酸A,放在电炉上煮沸2分钟,取下后冷取至20-30℃,以下步骤同样品分析7.4-7.5。
一种用于钒酸铵滴定法测定铀的新指示剂
李玉成
【期刊名称】《铀矿冶》
【年(卷),期】1990(000)002
【总页数】1页(P51)
【作者】李玉成
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】P575
【相关文献】
1.亚钛还原钒酸铵微量滴定法测定矿石中微量铀方法的改进 [J], 徐卫东;孙荣;朱霞萍;刘平辉
2.钒金试剂Ⅱ为指示剂钒酸铵滴定法测定环境... [J], 李玉成
3.钒金试剂Ⅱ为指示剂钒酸铵滴定法测定岩石矿物中微量金 [J], 李玉成
4.钒金试剂Ⅱ为指示剂钒酸铵滴定法测定岩矿、天然水、海水、雨水中铀 [J], 李玉成
5.钒金试剂为指示剂的钒酸铵滴定法测定岩石、土壤中微量铀 [J], 李玉成
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钒酸铵滴定铀的原理及实验条件讨论
钒酸铵滴定铀是一种以钒酸铵为滴定剂和国际标准反应物来测定铀离子含量的
电化学分析方法。
它是一种以电化学法测定铀离子过程中发生的阳极反应报告物总分析方法,可以确定某种物质萃取的溶解度,也可以根据铀离子的浓度检测所需组份的数量,测定含量低于10mg/L的铀离子。
钒酸铵滴定铀的原理是在电极反应的有机溶液中,在钒酸铵的作用下使溶液中
的铀离子氧化,然后在此反应期间,铀离子与电极发生反应,过程中氧化铀离子释放出电子,从而产生电流。
滴定完成后,可以测量到电池电势变化率,进而确定铀离子的含量。
钒酸铵滴定铀的实验条件是,用钒酸铵溶液作为滴定剂,精密均匀混合,将铀
离子重量料放入铅表面,用国际标准铀离子反应物进行滴定,反应完成后,用溶出电位计确定反应的电位,求出铀离子的浓度,最后,将铀离子的含量经过反序测定,得出铀离子的总量,以实现测量铀离子的目的。
然而,钒酸铵滴定铀有很多缺点,实验中经常涉及各种不稳定因素,如温度、pH值、混入物、电解剂及溶质等等,这些不稳定因素会影响实验结果的准确性,
使最终获得的结果不容易控制,影响数据的准确性。
总而言之,钒酸铵滴定铀是一种有效的滴定方法,它凭借其准确的结果、低的
检出限和定量实验,轻松控制了检测铀离子的精确性和效率,在铀离子测定方面起着重要作用。
但是,由于实验中产生的不稳定因素,实验结果可能会受影响。
此外,实验操作也应正确,才能保证实验结果的精确性和有效性。
一、实验目的1. 掌握铀的化学性质和测定方法。
2. 学会使用分光光度计进行铀的定量分析。
3. 了解铀在环境、地质和核工业中的重要性。
二、实验原理铀是一种重要的放射性元素,具有多种化学形态。
本实验采用分光光度法测定铀的含量。
该方法基于铀与显色剂在特定条件下形成络合物,通过测定络合物在特定波长下的吸光度,计算出铀的含量。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:分光光度计、酸度计、电子天平、烧杯、移液管、容量瓶等。
2. 试剂:铀标准溶液、显色剂、盐酸、氢氧化钠、硝酸、硫酸等。
四、实验步骤1. 准备工作:将铀标准溶液、显色剂、盐酸、氢氧化钠、硝酸、硫酸等试剂分别配制成所需浓度。
2. 标准曲线绘制:a. 取6个100mL容量瓶,分别加入0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL铀标准溶液;b. 用盐酸和氢氧化钠溶液调节溶液pH值;c. 加入显色剂,混匀;d. 将溶液转移至分光光度计比色皿中,在特定波长下测定吸光度;e. 以铀浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
3. 样品测定:a. 将样品溶液转移至100mL容量瓶中;b. 用盐酸和氢氧化钠溶液调节溶液pH值;c. 加入显色剂,混匀;d. 将溶液转移至分光光度计比色皿中,在特定波长下测定吸光度;e. 根据标准曲线,计算样品中铀的含量。
五、实验数据及结果1. 标准曲线:以铀浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
标准曲线线性范围为0~4μg/mL。
2. 样品测定:取一定量的样品溶液,按照实验步骤进行测定,得到吸光度值为A1。
根据标准曲线,计算样品中铀的含量为C1。
六、实验讨论1. 实验过程中,注意控制溶液pH值,以保证显色反应的顺利进行。
2. 实验过程中,显色剂浓度、显色时间、溶液pH值等因素对测定结果有较大影响,应严格控制。
3. 本实验采用分光光度法测定铀含量,具有操作简便、准确度高、灵敏度好等优点。
七、实验总结通过本次实验,掌握了铀的化学性质和测定方法,学会了使用分光光度计进行铀的定量分析。
亚钛还原钒酸铵微量滴定法测定矿石中微量铀方法的改进徐卫东;孙荣;朱霞萍;刘平辉【摘要】根据亚钛还原钒酸铵滴定法的测定原理,对样品溶样、过滤洗涤、还原氧化、滴定等操作方法做了改进.磷酸-盐酸-过氧化氢混合酸低温溶解样品,离心分离过滤.亚钛还原UO22+,过量亚钛用次溴酸钠氧化,尿素亚硝酸钠混合液进一步氧化未被次溴酸钠氧化的微量低价杂质.在小体积(10 mL)范围内,用低浓度钒酸铵标准溶液进行滴定操作测定微量铀,滴定终点清晰,相对标准偏差(RSD,n=5)为0.05%~0.07%,方法测定下限为0.001%,适于矿石和矿渣中0.001%~0.01%铀的测定.方法简便、快速,能满足生产和科研的需要.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2010(029)003【总页数】3页(P325-327)【关键词】亚钛;钒酸铵;滴定法;微量铀;矿石【作者】徐卫东;孙荣;朱霞萍;刘平辉【作者单位】东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西,抚州,344000;东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西,抚州,344000;东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西,抚州,344000;东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室,江西,抚州,344000【正文语种】中文【中图分类】O655.2;O614.62;P574.2矿样中铀的测定方法很多[1-16]。
高含量铀的测定,主要是用亚铁或亚钛还原钒酸铵滴定法[1],测定范围为0.005%~2%。
低含量铀的测定方法主要是用光度法[2-5],测定范围为0.000 1%~0.1%。
对于含铀量0.001%左右的样品,用常量NH4VO3滴定法滴定体积小,易产生误差。
用光度法测定,需采用离子交换树脂或萃取色谱等分离手段,分析时间冗长,手续繁琐,不能及时提供分析数据。
为此,本文针对矿石中0.001%~0.01%铀含量的测定,对亚钛还原钒酸铵滴定法[5]在溶样、过滤和滴定等方法上作了改进,方法简便、快速,滴定终点清晰,是测定0.001%~0.01%铀含量的较理想的方法。
硫酸肼还原-钒酸铵滴定法测定尾矿中钼肖承坤【摘要】矿样经酸分解后,用硫酸肼还原,将Mo(Ⅵ)还原为Mo(Ⅴ),用8-羟基喹啉除去过量的硫酸肼,然后以钒试剂为指示剂,用钒酸铵滴定Mo(Ⅴ).方法应用于尾矿样品中钼的测定,加标回收率为99.0%~102.0%,对钼含量3.54%(质量分数)的样品重复测定5次,精密度(RSD)为0.51%;适用于1%以上钼的测定.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2007(026)003【总页数】2页(P243-244)【关键词】钼;滴定法;硫酸肼;钒酸铵;尾矿【作者】肖承坤【作者单位】深圳东江环保股份有限公司,广东,深圳,518104【正文语种】中文【中图分类】O614.612;O655.23尾矿的回收利用中,通常用碱液来提取,提取液经过滤、酸化等处理制得钼酸。
由于尾矿中杂质较多,成分复杂,因此提取液中钼的测定难度较大。
一般钼的测定通常采用钼酸铅重量法、EDTA滴定法和硫氰酸盐比色法[1-2];但在尾矿中由于一些未知因素的干扰,造成上述方法在测定中不稳定、重现性差等问题。
笔者结合课题的研究,通过查阅文献[3-4],利用钼的氧化还原特性,建立了硫酸肼还原-钒酸铵滴定法测定尾矿中钼的含量。
方法经过实验论证,精密度和准确度均得到理想的效果,操作简便、可靠。
1 实验部分1.1 标准溶液和主要试剂钼标准溶液: 称取3.000 7 g MoO3(光谱纯),加0.5~1.0 g NaOH,加水使其溶解,移入500 mL容量瓶中,以水定容,转入塑料瓶内。
此溶液含Mo(Ⅵ) 4 g/L。
硫酸亚铁铵标准溶液: 称取8.3 g FeSO4(NH4)2SO4·6H2O(分析纯)于250 mL烧杯中,以0.4 mol/L H2SO4溶解,移入100 mL容量瓶中,以水定容,用K2Cr2O7标准溶液标定其浓度。
钒酸铵标准溶液: 称取24.5 g NH4VO3(分析纯)于500 mL烧杯中,加1~2 g NaCO3,加水煮沸溶解,冷却后移入1 L容量瓶中,以水定容,用硫酸亚铁铵标准溶液标定其浓度,按样品分析步骤进行。
实验二高含量铀的测定——Fe(II)还原-钒酸铵滴定法
一、实验原理
矿样经盐酸、磷酸、氢氟酸、过氧化氢分解,在大于33%磷酸介质中,用硫酸亚铁铵,将铀(Ⅵ)还原到铀(Ⅳ)。
同时钼、钒等干扰元素也被还原至低价状态,过量的亚铁和被还原至低价的一些离子,用亚硝酸钠氧化。
四价铀与磷酸形成稳定的络离子[U(HPO4)3]2-不被氧化。
过量的亚硝酸钠用尿素破坏,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用钒酸铵标准溶液滴定四价铀至六价,使溶液呈微紫红色,在30 s内不退即为终点。
二、主要试剂
(1)八氧化三铀基准试剂(纯度>99.95%);使用前经105~110℃烘至恒重,保存于干燥器中。
(2)磷酸(ρ 1.69 g/mL)。
(3)盐酸(ρ1.18 g/mL)。
(4)氢氟酸(ρ1.13 g/mL)。
(5)过氧化氢(30%)。
(6)硫酸溶液(2%)。
(7)磷酸溶液(1+2)。
(8)硫酸亚铁铵溶液(200 g/L)称取20 g优级纯硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O,溶于100 mL 2%硫酸中。
(9)亚硝酸钠水溶液ρ(NaNO2)=150 g/L:称取15g亚硝酸钠溶于100 mL水中。
(10)脲素水溶液ρ(H2NCONH2)=200 g/L:称取20g尿素溶于100 mL水中。
(11)二苯胺磺酸钠溶液ρ(二苯胺磺酸钠)= 2 g/L 称取0.2 g二苯胺磺酸钠,溶于100 mL 2%硫酸溶液中。
(12)铀标准溶液准确称取经预先处理过的基准八氧化三铀1.1792 g于150 mL烧杯中,加入5~20 mL浓盐酸,2~5 mL H2O2,盖上表面皿,于电热板上加热溶解,并蒸至近干,取下稍冷,加入10 mL (1+1) 盐酸,加热至盐类溶解,用水冲洗表面皿,将溶液转入1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
此溶液1 mL含1 mg铀。
(13)钒酸铵溶液的配制与标定
配制 称取一定量(表1)钒酸铵(称准至0.0001 g )于400 mL 烧杯中,用少量水调成糊状,加入375 mL (1+2)硫酸,搅拌使其完全溶解,冷却后转入1000 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
表1.1 不同浓度的钒酸铵标准溶液的配制与标定时的取铀量 钒酸铵标准溶液
对铀的滴定度
(g/mL )
钒酸铵标准溶液理论摩尔浓度(mol/L ) 称取钒酸铵量 g 标定时取铀量 mg 0.0003
0.00252 0.2949 1.00 0.0005
0.0042 0.4919 2.00 0.0010
0.0084 0.9828 4.00
标定 准确移取1.0 mL 铀标准溶液5份,分别置于250 mL 锥形瓶中加入20 mL 浓磷酸,1mL 浓盐酸,用水稀释至60 mL ,加入2 mL20%的硫酸亚铁铵溶液,加热至沸,立即取下,冷却至25℃以下,在摇动下立即加1mL 亚硝酸钠溶液,剧烈摇动至溶液棕色消失,立即沿杯壁加入5 mL 脲素溶液,继续摇动至大气泡消失。
放置5 min ,加入3滴二苯胺磺酸钠指示剂,用待标定的钒酸铵溶液,滴定至溶液呈微紫红色,30 s 不退为终点。
同时测定试剂空白消耗钒酸铵标准溶液体积。
按下式计算钒酸铵标准溶液对铀的滴定度
3021/1034-⨯-⋅=V V V C T VO NH U 式中:3
4/VO NH U T -钒酸铵标准溶液对铀的滴定度,g/mL ; C -铀标准溶液浓度,mg/mL ;
V 1-取铀标准溶液体积,mL ;
V 2-滴定铀标准溶液消耗钒酸铵标准溶液体积,mL ;
V 0-滴定试剂空白消耗钒酸铵标准溶液体积,mL 。
三、分析步骤
称取0.1~1.0 g (准确至0.0001 g )矿样于100 mL 烧杯中,加几滴水润湿,依次加入10~15 mL 盐酸、1~2 mL 过氧化氢、2mL 氢氟酸、10mL 磷酸,盖上表面皿,摇匀,待剧烈反应停止后,置电炉上加热,微沸10 min 左右,稍冷,加硫酸亚铁铵溶液
2mL ,摇匀后加热至近沸。
取下烧杯,用水洗涤表面皿及杯壁,沿杯壁加水至总体积为30mL 左右,摇匀,放置片刻。
用脱脂棉-纸浆(或中速滤纸),过滤于250 mL 锥形瓶中,用(1+2)磷酸溶液洗涤烧杯和沉淀4~5次,滤液总体积控制50~60 mL 。
冷却至25℃以下,加入亚硝酸钠溶液1 mL ,剧烈摇动至溶液棕色褪去,立即沿杯壁加入5 mL 尿素,继续摇动至大气泡消失,放置5 min ,加入3滴二苯胺磺酸钠指示剂,用钒酸铵标准溶液,滴至微紫红色30 s 不退为终点,与试液滴定同时测定空白试验消耗钒酸铵标准溶液体积。
四、分析结果的计算
按下式计算矿样中铀的含量
100)(%/)(0⨯-=m
V V T U ω 式中:T -钒酸铵标准溶液对铀的滴定度,g/mL ;
V -滴定试液消耗钒酸铵标准溶液体积,mL ;
V 0-滴定试剂空白溶液消耗钒酸铵标准溶液体积,mL ;
m -称样质量,g 。
五、方法注释
5.1 矿样粒度应小于150目,加酸前应用少量水润湿,防止加酸时不易为磷酸润湿,或矿样漂浮在上面,导致分解不完全,加入过氧化氢,有利于分散和分解矿样,用磷酸分解矿样,反应式如下:
U
3O 8 + H 3PO 4 2 H 4[UO 2(HPO 4)3] + H 2[U(HPO 4)3] + 4 H 2O
磷酸过氧化氢适宜于分解一般矿样,对于含硅高,或组分复杂的矿样,例如铌钽酸盐矿样,硅铈钛矿样等,必须用氢氟酸助溶,如果遇到硫化物矿物时,应先加盐酸,后加磷酸。
溶矿的温度不宜过高,煮沸时间也不宜过长,否则容易生成不溶性的焦磷酸盐,使过滤困难,结果偏低。
磷酸溶样时加少量浓硫酸,可稍提高溶样温度至300℃,以增加溶样能力。
5.2 用硫酸亚铁铵还原六价铀为四价铀的反应式:
H
4[UO 2(HPO 4)3] + FeSO 4 + 4 H 3PO 4H 2[U(HPO 4)3] + 2 H 3[Fe(PO 4)2] + 2 H 2SO 4 + 2 H 2O
在磷酸介质中,亚铁能还原铀(Ⅵ),主要是由于PO43-对Fe3+的配位作用,强于对Fe2+的配位作用,因而Fe3+/ Fe2+的电位,随磷酸浓度的增高而降低。
与铁的情况相反,由于HPO42-对U4+的配位作用,稍强于对UO22+的配位作用,因而UO22+/U4+的电位,随磷酸浓度的增高而升高。
UO22+/U4+和Fe3+/ Fe2+的标准电位分别为0.334V和0.771V。
当磷酸浓度大于5 mol/L时,UO22+/U4+电位(0.58V)比Fe3+/ Fe2+电位(0.44V)高0.14V 左右,因而在煮沸条件下,Fe2+能定量地还原UO22+。
在这个还原过程中,样品中钒、钼、砷等也被亚铁还原到低价。
5.3 过滤用滤纸过滤速度较慢,改用带有滤纸浆的脱脂棉过滤较快。
用(1+4)磷酸作洗涤液,每次5 mL,洗涤烧杯和矿渣5次,可保持滴定酸度在33%左右。
5.4 氧化加入氧化剂亚硝酸钠,氧化过量的亚铁,在氧化之前先加入1 mL浓盐酸于滤液中,可加快对亚铁盐的氧化速度,并有助于消除钒的干扰。
+ 3 H3PO4 + NaNO2H3[Fe(PO4)2] + NaH2PO4 + NO + H2SO4 + H2O
FeSO
反应产物NO立即与未被氧化的FeSO4,生成棕褐色的化合物NO + FeSO4 == [Fe(NO)]SO4棕褐色在不断摇动下棕褐色消失,即表示亚铁离子,以及被亚铁还原成低价的钼、砷等干扰元素已被全部氧化成高价状态。
钒氧化到四价。
此时立即加入脲素溶液,消除过量的亚硝酸钠,这一步骤必须迅速,否则有可能亚硝酸钠氧化U4+,使结果偏低。
5.5 滴定滴定时磷酸浓度控制在28~38%之间为好,酸度过高,滴定时会出现假终点(终点提前),酸度过低,反应慢,终点拖尾。
U4+ + 2 VO3- + 4 H+ == UO22+ + 2 H2O + 2 VO2+
滴定低含量铀时,必须缓慢,并不断摇动,否则易滴过终点。
滴定体积控制在50~60 mL 为好。
5.6 样品中有机物含量较高时,可预先在600~700℃的高温炉中灼烧1 h除去。
如果有机物含量少,可在加入亚铁盐前,滴加1 mol/L高锰酸钾溶液破坏有机物,至微红色出现为止。
5.7 矿样中与铀共存的非变价元素一般无干扰。
溶液中含3 mg钒,40 mg钼不干扰测定。
当样品中含钒量在10~20 mg时,可采取先加脲素,后加亚硝酸钠的氧化方法消除干扰。
5.8 此方法适用于硅酸盐、独居石、磷灰石中铀的测定。
亦适用于浸出液、淋洗液、反萃取液中铀的测定。