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GJB 8793.2-2015 潛艇核動(dòng)力裝置用涂鈮二氧化鈾微球檢測(cè)方法 第2部分: 鈾的測(cè)定 硫酸亞鐵還原-重鉻酸鉀氧化電位滴定法
范圍
本部分規(guī)定了涂鈮二氧化鈾微球中鈾測(cè)定使用的試劑、儀器、測(cè)定步驟、結(jié)果計(jì)算和方法精密度。
本部分適用于徐鈮二氧化鈾微球中鈾的測(cè)定,當(dāng)稱樣量為0.20g~0.25g時(shí),鈾的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定范圍為65%~80%。
方法提要
試樣用硝酸-HF溶解,加入硫酸后蒸至冒白煙,除去硝酸、HF。在含有氨基磺酸的磷酸介質(zhì)中,用過量的硫酸亞鐵將鈾(VI)還原到鈾(Ⅳ),剩余的亞鐵離子以鉬(VI)作催化劑用硝酸氧化,氧化過程中生成的氮氧化物用氨基磺酸除去。在硫酸釩酰存在下,用重鉻酸鉀溶液滴定鈾(Ⅳ)至鈾(VI),以電位法確定滴定終點(diǎn)。
儀器
數(shù)字式離子計(jì),分辨率0.1mV。
磁力加熱攪拌器和聚乙烯覆面攪拌子。
鉑電極,電極面積約為1cm2。電極使用前應(yīng)將電極插入含有少量重鉻酸鉀的沸騰稀硝酸溶液中清洗,然后再用蒸餾水沖凈,放在酒精燈上氧化焰中灼紅。
飽和甘汞電極。
稱量滴定瓶,容量約40mL。
分析天平,感量0.1mg。
天平,大載荷5kg,分度值5mg。
微量滴定管,5mL,分度值0.02mL。
試樣
采用涂鈮二氧化鈾微球樣品作為試樣。
測(cè)定步驟
稱取0.20g~0.25g試樣作為試料(m8),至0.1mg。置于300mL燒杯中。用10mL硝酸和數(shù)滴HF溶解試料,加入5mL硫酸,蒸至硫酸冒白煙。
稱裝有濃重鉻酸鉀溶液的稱量滴定瓶的質(zhì)量(m9),至0.1mg。
在試液中依次加入40mL磷酸,5mL硫酸,5mL氨基磺酸溶液和5mL硫酸亞鐵溶液。
用磁力加熱攪拌器連續(xù)攪拌試液至少1min,用移液管沿杯壁周圍加入10mL氧化劑溶液,溫度控制在30°C~40°C。加入氧化劑溶液后,溶液即變成暗褐色,但此顏色存留時(shí)間不應(yīng)超過40s。
暗褐色褪去后,繼續(xù)攪拌2.5min,放置30s后,立即加入100mL硫酸釩酰溶液。
插入鉑電極和飽和甘汞電極,快速攪拌溶液,但勿濺失。此時(shí)電位一般為350mV~400mV,由稱量滴定瓶滴入濃重鉻酸鉀溶液直至電位指示為450mV~480mV。
再用微量滴定管加入0.10mL稀重鉻酸鉀溶液,待電位讀數(shù)在5s內(nèi)的變化不超過1mV時(shí),記下電位數(shù)和相應(yīng)的體積讀數(shù)。
重復(fù)上面步驟,直至電位突躍后,再加入0.10mL稀重鉻酸鉀溶液。
稱取稱量滴定瓶的質(zhì)量(m10),至0.1mg。
注: 加入硫酸釩酰溶液后應(yīng)在7min之內(nèi)完成滴定。
結(jié)果計(jì)算
以二階差分法計(jì)算滴定至電位突躍時(shí)消耗的稀重鉻酸鉀溶液的體積。計(jì)算公式見式(4),計(jì)算示例見表1。
式中:
V 一一滴定消耗稀重鉻酸鉀溶液的體積,單位為毫升(mL);
Vn 一一加入稀重鉻酸鉀溶液的總體積,單位為毫升(mL);
?E1'一一滴定電位突躍前二階羞值,單位為毫伏(mV);
?E2'一一滴定電位突躍后二階差值,單位為毫伏(mV)。
按式(5)計(jì)算涂鈮二氧化鈾微球中鈾的質(zhì)量分?jǐn)?shù):
式中:
W(U)一一試樣中鈾的質(zhì)量分?jǐn)?shù),用百分?jǐn)?shù)表示(%);
m9 一一滴定前稱量滴定瓶的質(zhì)量,單位為克(g);
m10一一滴定后稱量滴定瓶的質(zhì)量,單位為克(g);
K 一一重鉻酸鉀對(duì)天然鈾的轉(zhuǎn)換因子,K=2.4273;
G 一一鈾的濃縮因子,按樣品中鈾的平均原子量/238.029進(jìn)行計(jì)算;
m8 一一稱取試料的質(zhì)量,單位為克(g)。
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