SU1304560A1 - Способ кулонометрического определени урана и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

(46) 30,05.92. Бюл. № 20 :(21) 3910461/25 (22) 14.06.85

(71)Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского

(72)И.Г.Сентюрин

(53)547.25+546,791.6(088.8)

(56)Скп ренко И.С., Михайлов В,М., Чубукова Т.М. Применение кулонометрии при контролируемом потенциале дл  определени  урана и некоторых трансурановых элементов. Аналитическа  хими , 1972, т. 27, № 10,с.19912003 .

Devies W., Gray-W., Mc..Leod R.C., Coulometific.determination of uranium at the platinum working electrode, Talanta, 1970, 17, .p. 937-944.

(54)СПОСОБ КУЛОНОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРАНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57)Изобретение относитс  к аналитической химии и может найти применение в заводских и научно-исследовательских лаборатори х. Целью изобретени   вл етс  повышение точности

Claims (2)

1. определени  урана. Провод т электролиз при потенциале восстановлени  и(VI) до и(IV) на твердом электроде в инертной атмосфере до достижени  стабильного уровн  остаточного тока. В  чейку ввод т предварительно деаэрированный раствор и(IV). Электролитическа   чейка вьшолнена трехэлектродной с диафрагмами между рабочим и вспомогательным отделени ми. В устройстве имеетс  пневматический узел подготовки растворов, вьтолненный в виде трех расположенных вертикально друг над другом и соединенных последовательно сосудов: нижнего разделительного , среднего сосуда деаэрации раствора урана и верхнего сосуда деаэрации фонового электролита. Нижний сосуд соединен с рабочим отдел нием  чейки череэ клапан, средний - с верхним и с нижним трубками с пористыми диафрагмами внутри. Все сосуды снабжены штуцерами, подключенными к линии подачи инертного газа и к вакуумной линии через управл кнци газовыми потоками краны. 2. с.п. ф-лы 1 ил i 113 Изобретение относитс  к аналитической и может найти применени в технологии облученного  дерного югшива, Цель изобретени  - повышение точности определени  урана. На чертеже изображено устройство дл  кулонометрического .определени  урана. Устройство содержит рабочее отделение электрслит$ гческой  чейки 1 с инертной атмосферой, герметично соединенное с помощью шлифа 2 с нижним разделительным (клапанным) сосудом 3,. Разделительный сосуд 3 имеет приинифованный жидкостный клапан 4 с руко ткой 5 и с эластичным герметизирующим соединением (сильфоном) 6. Разделительный сосуд герметично соединен с сосудом 7, в который помещаетс  анализируемый раствор урана. Сосуд 7 имеет донные отверсти  (пористую диафрагму) 8 дл  барботиуовани  через раствор инертного газа и последующего переведени  раствора в разделительный сосуд 3. Сосуд 7 герметично соединен с сосудом 9 дл  раствора фонового электролита, одновременно  вл ющегос  промывочньзм электролитом. Сосуд 9 имеет донные отверсти  (пористую диафрагьгу) 10 дл барботировани  через раствор инертно го газа и последующего сливани  раст вора в сосуд 7. Сосуды 3, 7 и 9 имеют в верхней части штуцера ТО 11 и 12, соединенные с кранами 13, 14 и 15„ Вместо трех кранов может быть ис пользован один многопозиционный кран соединены с линией 16 инертного газа и вакуумной линией 17. Сосуды 7 и 3 на СВОИХ сливных трубках им ют торплгстовые наконечники 18 и 19 . Измерени  выполн ли на кулономет ре ПКУ-1 класса точности 0,01%. Ку о нометр ческое устройство включало трехэлектродную злвктролитическ5  чейку 1 с двум  диафрагмами между рабочим и вспомогательным отделени ми , выполненными из таринового стекла . Площадь сетчатого платинового электрода составл ла 100 см , объем рабочего отделени  20 -мп. Сосуды 3, 7 и 9 дваэрирунщего устройства имели объем по 15 мл. Их диафрагмы 8 и 10 быпи также выполнены из спеченных таупкоз стекла диаметром мкм. 0 Дп  создани  инертной атмосферы использовали аргон с содерж чнием кислорода не более 7- 10 %. Стандартный образец (СО) представл л Собой закись-окись естественного урана со стехиометрическим содержанием урана 84,800% (0 0,01%), определенным другим методом. Раствор СО готовили растворениен около 1 г навески IJ-Oe в 3,5 мп гор чей концентрированиой„НКО , Полученный раствор разбавл ли до 20- мл 2М HNO и раствор ли в нем 200 мг сульфаминовой кислоты. На определение отбирали навески раствора около 1г. Фоновьп1 злектролит готовили следующего состава: 4,5 М ЙС1. + f 5 М d в iC 1,3+ NH, SO; Н + -f- 1-10 М La(NOj)j . Определение производили следующим образом. Рабочее отделение подготовленного к работе электролизера заливали фоновым электролитом до верхнего кра  платинового электрода и включали продувку рабочего отделени  аргоном. Устанавливали на эадатчике напр жени  потенциал восстановлени  урана - 200 мВ и через 1015 мин продувки электролизера включали ток потенциостата, который автоматически Поддерживает потенциал рабочего электрода на заданном значаНИИ за счет изменени  тока электролиза . Одновременно заполн ли прибор дд  деаэрации, соединенный с злектролизеррм , раствором урана (VI) в одном его отделении и фоновым электролитом - в другом. Дл  этого подключали штуцер нижнего сосуда 3 к аргону , разъедин ли средний 7 и верхний 9 сосуды при перекрытом среднем штуцере 11 и вносили в сосуд 7 пробу урана Из весовой бюретки. Затем соедин ли сосуды 7 и 9 вместе и в верхний сосуд 9, через его горло, вводили около 15 мл фонового электролита . Зачрыв верхний сосуд, подключали егоштуцер t2 к вакуумной лиНИИ 17 и начиналосьбарботирование аргона последовательно через оба раствора , которое вели 10-15 мин. с После того как ток через электролитическую  чейку снижалс  до уровн  ниже 50 мкА, часть электролита в рабочем отделении, не останавлива  электрсшиза,. сливали так, чтобы хот  бы чисть диафрагмы оставалась покрытой электролитом и в рабочее отделение не попал бы воздух. Включали интегратор тока и заливали раст вор урана, а затем фоновый электролит из прибора дл  их деаэрации. На чиналось восстановление урана до четырехвалентного . Дл  загрузки пробы урана и раствора фонового электролита в электролитическую  чейку 1 штуцер 11 с помощью крана 14 подключают к линии 16 с инертным газом, а штуцер 10 через . кран 13 - к вакуумной линии 17, и перевод т анализируемый раствор из сосуда 7 в клапанный сосуд 3. При этом в сосуде 9 продолжаетс  барботирование инертного газа. Далее восстанавливают переднее положение кранов, открывают кран 4 в сосуде 3 с помощью ру со тки 5 и перврд т анализируемый раствор в электролитическу  чейку 1. Производ т промывку прибора электролитом из сосуда 9. Дл  это го штуцер 12 сосуда 9 через кран 15 подключают к линии 16 с инертным газом , а штуцер 11 через краны 14 и t3 - к вакуумной линии .Сливают раствор из сосуда 9 в с.осуд 7 в две-три порци , с каждой из которых поступают точно так же, как и с анализируемым раствором, т.е. пер евод т пор циго раствора сначала в клапанный сосуд 3, а затем в  чейку 1. Пока происходил электролиз урана заполн ли прибор дл  деаэрации очередной порцией раствора урана (VI) и фонойого электролита или одного электролита и включали их продувку аргоном и вакуумный отсос. Когда ток восстановлени  урана снижалс  до уровн  ниже 50 мкА, производили два последовательных отсчета количества электричества на интеграторе тока с интервалом времени между ними, например в моменты времени после начала интегрировани  тока 300 и 600 с или 600 и 900 с, в зависимости от ко личества урана в пробе или состо ни  поверхности рабочего электрода. Расчет количества электричества, израсходованного на восстановление урана (учет тока фонового электролита ) , производили экстрапол цией отсчетов интегратора тока к нулю времени (моменту включени  интеграто ,ра), например, по формуле Q Озов -Q«oo. Де О и 0 - отсчеты количества электричества через 300 и 600 с, или по формуле Q ЗО 2Qqan - боо -300 соответствующие отсчеты через 600 и 900 с. Далее количество электричества переводили в массу урана, использу  его электрохимический эквивалент, равный 1,23351 мг естественного Урана на 1 Кл.Экстрапол циомна  поправка на ток фонового электролита составл ла ,0,01-0,02 Кл за 300 с. В серии из 32 измерений было получено среднее содержание урана в 84,771% при стандартном отклонении одиночного определени  (3 0,038%. Формула изобретени  1. Способ кулономйтрического определени  урана при контролируемом потенциале путем восстановлени  U(VI) и U(IV) на твердом электроде в инертной атмосфере, о тличающийс   тем, что, с целью повышени  точности определени , провод т электролиз фонового электролита при потенциале восстановлени  U(VI) до U(IV) до достижени  стабильного уровн  остаточного тока, а затем регистрируют количество электричества после введени  в  чейку предварительно деаэри- . рованного раствора U(IV).
2. 2. Устройство дл  кулонометрического определени  урана, содержащее трехэлектродную электролитическую  чейку с диафрагмами между рабочим и вспомогательным отделением и инертной атмосферой внутри, о. т л к ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повьппени  точности определени  урана, устройство снабжено пневматическим узлом подготовки растворов, вьтолненным в виде трех расположенных {вертикально друг над другом и соединенных последовательно сосудов; нижнего . разделительного сосуда, среднего сосуда деаэрации раствора урана и верхнего сосуда деаэрации фоцового электролита , причем нижний разделительный сосуд соединен с рабочим отделением  чейки через клапан, а средний соединен с верхним и нижним разделительным сосудами трубками с пористыми- диафрагмами внутри, и все сосуды снабже ны в верхней части штуцерами, подключенными к линии подачи инертного газа и. к вакуумной линии через управл кшше газовыми потоками краны.