Способ количественного определения урана в сплавах Советский патент 1962 года по МПК G01N21/31 

Известно количественное определение урана путем фотоколориметрирования окрашенных растворов, образующихся при взаимодействии урана (VI) с араназо III при рН-3 и после предварительного отделения урана от мешающих примесей (Th, Zr, V, Al, Gr, STR).

Предлагаемый способ количественного определения урана в сплавах отличается применением в качестве комплексообразователя хлорфосфоназо III 2J-6UC- (4-хлор-2-фосфонобензолазо) -1,8-диоксинафталин- 3,6-дисульфокислоты и анализ ведут при рН-1. Этот способ позволяет ускорить анализ и повысить его чувствительность.

Цветная реакция хлорфосфоназо III с ураном (VI) является наиболее контрастной и сопровождается переходом розовой окраски реагента в зеленую. Такую цветную реакцию с хлорфосфоназо III дают Th, и (IV), Zr, Hf, Ti (IV) и Се (IV). Взаимодействие хлорфосфоназо III в тех же условиях с другими элементами не сопровождается существенным изменением окраски.

На чертеже представлены кривые светопоглощения растворов хлорфосфоназо III и его комплекса с ураном (VI) при рН 1,0.

Из полученных данных следует, что максимум поглощения растворов хлорфосфоиазо П1 находится при 555 , а кривая поглощения

растворов комплекса имеет два максимума: первый-при 620 лцл и второй, более высокий,-при 670 . Поглощение самого реагента в области последнего максимума незначительно.

50 500 S5O 600 В50 700 750

Длина волны в т.1

1-1,6-10 М раствор хлорфосфоназо III, 2-раствор комплекса, содержащий 1,6- 10- моля1л хлорфосфоназо III и 7,6 у1мл урана, кювета 10 мл. Хлорфосфоназо П1 по сравнению с другими реагентами (в том числе и арсеназо III) взаимодействует с ураном (VI) в более кислых растворах. Начиная от рН 4 и до кислотности около 0,5 в. по соляной или азотной кислоте, поглощение растворов комплекса остается постоянным. Независимость поглощения комплекса от кислотности раствора в указанных пределах позволяет проводить определение урана (VI) без предварительного тщательного установления рН или применения специальных буферных растворов.

Оптическая плотность растворов, содержащих уран (VI) достигает максимального значения сразу после прибавления раствора хлорфосфоназо III и сохраняется без изменения в течение не менее 48 час. Коэффициент молярного поглощения, рассчитанный по кривой фотометрического титрования, найден равным 73600.

Хлорфосфоназо III можно применять для определения урана (VI) в присутствии таких сильных комплексообразователей, как оксалаты, фториды и фосфаты. При определении урана (VI) с помощью хлорфосфоназо П1 присутствие 50-кратных количеств щавелевой кислоты. 100-кратных количеств фторидов (считая на NaF) и 5000-кратных количеств фосфатов (считая на NaHaPO) определению не мещает.

Как выще указывалось, хлорфосфоназо 1П реагирует со многими элементами, однако, с повыщением кислотности растворов взаимодействие с некоторыми из них ослабляется или полностып прекращается. Так например, если кобальт, никель, кадмий, марганец и цинк при рН 3 реагируют с хлорфосфоназо III с образованием интенсивно окращенных соединений, то при рН 1 только значительные их количества вызывают заметное изменение окраски реагента.

В таблице приведены допустимые отношения весовых количесги ряда элементов к урану (VI) в анализируемом растворе при рН 1 с содержанием урана 1,0 j/мл и общей концентрацией реагента 1,75 10 Ai

Из приведенных данных следует, что наиболее сильное мешающее влияние оказывают Th, Zr, Hf, Се , Ti .Однако определение урана (VI) возможно в присутствии больших количеств указанных элементов, если пользоваться подходящими маскирующими веществами (например, 1ЧН4Р для маскировки Zr и Hf, Н202 для ) или предварительно восстанавливать их до более низких валентных состояний (например, Се Д.1 Се до ре, до Sn )

Пример. Прямое фотометрическое определение урана в его сплавах с цирконием. 100 мг анализируемого сплава растворяют в течение не более 5 мин в платиновой чашке в 0 мл разбавленной соляной кислоты (1:1) с добавлением 0,5 г NH4F (или эквивалентного количества HF или NaF) при нагревании на водяной бане. По окончании растворения прибавляют 20 мл 0,1 М раствора Na2SiO3 (необходимого для связывания HF, с целью устранения порчи стеклянной посуды), переносят в мерную колбу емкостью 250 мл; чашку, в которой производилось растворение навески, споласкивают 10-15 мл разбавленной соляной кислоты (1:1) и присоединяют к основному раствору. После разбавления полученного раствора водой до метки 1,00 мл вносят в мерную колбу емкостью 100 мл, прибавляют 5,0 мл монохлорацетатного буфера (10 г ClCH2COONa и 20 г С1СП2СООЫ в 1 л раствора), 2,5 лл 0,1 М раствора Na2Si03, 12,5 .ил 0,1 М раствора NH4F (или NaF), 2,00 мл 0,001 М раствора хлорфосфоназо III, разбавляют водой до метки и измеряют оптическую плотность с помощью спектрофотометра при 670 мц в кювете с толщиной слоя 10 мм или в электрофотоколориметре с красным светофильтром. В качестве раствора сравнения применяют раствор, содержащий те же количества хлорацетатного буфера, Na2SiO3, и хлорфосфоназо III, но не содержац1,ий урана и циркония. Содержание урана находят с помощью калибровочного графика.

Для построения калибровочного графика в мерную колбу емкостью ШО мл вводят различные количества стандартного раствора нитрата уранила (содержащие 50, 100, 15П и 250 у урана) прибавляют моно- 3 -Л-Ь 146091

№146091 4 хлорацетатный буфер, растворы Na2SiO3 и NH4F и раствор хлорфосфоназо III в тех же самых количествах, которые были добавлены к анализируемому раствору.

Метод проверен на искусственных смесях, составленных из метал-, лических урана и циркония. Из нолученных данных следует, что ошибка оиределения не превышает . Продолжительность одного оиределения составляет около 15 мин.

Предмет изобретения

Способ количественного определения урана в сплавах, например, с цирконием путем фотометрирования растворов окрашенных комплексов урана с добавками маскируюш,их веш,еств, отличаюшийся тем, что, с целью ускорения анализа и повышения чувствительности его, в качестве комплексообразователя применяют хлорфосфоназо III 2,7-бис(4-хлор-2-фосфонобензолазо)-1,8-диоксинафталин-3,6-дисульфокислоту 0ведут анализ при рН-1.