潛艇核動力裝置用涂鈮二氧化鈾微球檢測方法 第2部分: 鈾的測定

GJB 8793.2-2015 潛艇核動力裝置用涂鈮二氧化鈾微球檢測方法 第2部分: 鈾的測定 硫酸亞鐵還原-重鉻酸鉀氧化電位滴定法

范圍
本部分規定了涂鈮二氧化鈾微球中鈾測定使用的試劑、儀器、測定步驟、結果計算和方法精密度。
本部分適用于徐鈮二氧化鈾微球中鈾的測定，當稱樣量為0.20g~0.25g時，鈾的質量分數測定范圍為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。

儀器
數字式離子計，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，但此顏色存留時間不應超過40s。
暗褐色褪去后，繼續攪拌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，待電位讀數在5s內的變化不超過1mV時，記下電位數和相應的體積讀數。
重復上面步驟，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量(m₁₀)，至0.1mg。
注: 加入硫酸釩酰溶液后應在7min之內完成滴定。

結果計算
以二階差分法計算滴定至電位突躍時消耗的稀重鉻酸鉀溶液的體積。計算公式見式(4)，計算示例見表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)；
V_n 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)計算涂鈮二氧化鈾微球中鈾的質量分數:

式中:
W(U)一一試樣中鈾的質量分數，用百分數表示(%)；
m₉ 一一滴定前稱量滴定瓶的質量，單位為克(g)；
m₁₀一一滴定后稱量滴定瓶的質量，單位為克(g)；
K    一一重鉻酸鉀對天然鈾的轉換因子，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進行計算；
m₈ 一一稱取試料的質量，單位為克(g)。


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