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(guī)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(jié)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(zhì)量分數(shù)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(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。

儀器
數(shù)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(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，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(zhì)量分數(shù):

式中:
W(U)一一試樣中鈾的質(zhì)量分數(shù)，用百分數(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進行計算；
m₈ 一一稱取試料的質(zhì)量，單位為克(g)。


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