实验二 高含量铀的测定——Fe(II)还原钒酸铵滴定法.docVIP

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。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 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 式中：－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； V1－取铀标准溶液体积，mL； V2－滴定铀标准溶液消耗钒酸铵标准溶液体积，mL； V0－滴定试剂空白消耗钒酸铵标准溶液体积，mL。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。分析结果的计算 按下式计算矿样中铀的含量 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； V0－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。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