• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      密度-電導(dǎo)-溫度法測(cè)量鈾-酸體系中鈾和硝酸

      2015-12-25 07:48:00邵少雄劉權(quán)衛(wèi)范德軍朱海巧吳繼宗
      核化學(xué)與放射化學(xué) 2015年3期
      關(guān)鍵詞:鈾酰硝酸電導(dǎo)率

      邵少雄,劉權(quán)衛(wèi),范德軍,朱海巧,吳繼宗

      中國(guó)原子能科學(xué)研究院 放射化學(xué)研究所,北京 102413

      在乏燃料后處理廠,工藝料液中鈾和硝酸的濃度是兩個(gè)重要的控制參數(shù),需要經(jīng)常進(jìn)行測(cè)定[1]。因此特別需要一種快速、非破壞性的分析方法來(lái)進(jìn)行測(cè)量,以便實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝的及時(shí)控制。用密度-電導(dǎo)法聯(lián)合測(cè)定工藝溶液中鈾和硝酸的濃度,前人已作過(guò)報(bào)道[2-6]。本工作在前人工作的基礎(chǔ)上對(duì)密度和電導(dǎo)率的測(cè)量方式進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。以往測(cè)量溶液的密度通常采用比重法,而對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)量則采用惠斯通電橋法。由于比重法測(cè)量裝置復(fù)雜、所需樣品量大、操作不便,電橋法也存在電極易中毒、極化、沾污、腐蝕等缺點(diǎn),其應(yīng)用受到了較大的限制。為解決這一問(wèn)題,本工作對(duì)密度的測(cè)量采用U型管振蕩法,電導(dǎo)率則采用電磁感應(yīng)無(wú)極電導(dǎo)測(cè)量技術(shù)。無(wú)極電導(dǎo)率儀改進(jìn)了過(guò)去電極易極化,易被待測(cè)液中懸浮物、粘狀物等沾污,電極(鉑片)中毒等缺點(diǎn),提高了測(cè)量精度,而且更適合于濃溶液的測(cè)量。同時(shí)該儀器抗干擾能力強(qiáng),能夠?qū)崿F(xiàn)在線、遠(yuǎn)距離操作。溶液的密度和電導(dǎo)率都與溫度有關(guān),在前人的工作中,是在同一溫度下建立密度、電導(dǎo)率的數(shù)學(xué)模型,未將溫度作為一個(gè)變量加以考慮,其計(jì)算得到的鈾和硝酸濃度的準(zhǔn)確性有一定局限。為更準(zhǔn)確測(cè)量鈾和硝酸濃度,本工作擬提出密度-電導(dǎo)-溫度法測(cè)量鈾-酸溶液中鈾和硝酸濃度。

      1 測(cè)量原理

      1.1 U型振蕩管密度計(jì)

      U型管振蕩法測(cè)量密度的基本原理[7]是:U型管振蕩周期的平方與管內(nèi)填充液體樣品的密度成正比。其計(jì)算公式如下:

      ρ=AT2-B

      其中:ρ,密度,g/cm3;T,振蕩周期,s;A、B,U型管常數(shù),與U型管的質(zhì)量和體積有關(guān)。

      1.2 無(wú)極電導(dǎo)率儀

      無(wú)極電導(dǎo)率儀是基于電磁感應(yīng)原理[8],將被測(cè)溶液構(gòu)成短路線圈,作為變壓器的次級(jí)繞組。當(dāng)變壓器初級(jí)繞組通過(guò)交流電時(shí),由于電磁感應(yīng)作用,在待測(cè)溶液所構(gòu)成的短路線圈中就出現(xiàn)了與溶液電導(dǎo)成正比的電流。測(cè)量該電流大小就可確定溶液的濃度。

      2 實(shí)驗(yàn)部分

      2.1 儀器和試劑

      888型自動(dòng)電位滴定儀,瑞士萬(wàn)士通公司;氧化-還原復(fù)合電極、XP205電子天平(感量0.01mg),瑞士METTLER&TOLEDO公司;85-2型磁力加熱攪拌器,南匯電訊器材廠;DL-203B型電熱干燥箱、DH-203A型電熱板,天津?qū)嶒?yàn)儀器廠;HH-601型恒溫水浴槽,金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠;DMA5000型U型管振蕩密度計(jì),奧地利安東帕公司;E33型無(wú)極電導(dǎo)率儀,美國(guó)哈希公司。

      八氧化三鈾(GB W04205),核工業(yè)北京化工冶金研究院;硝酸鈾酰(HGB3511-62,部頒暫行標(biāo)準(zhǔn)),中國(guó)核工業(yè)總公司四零四廠;無(wú)水碳酸鈉基準(zhǔn)試劑(GB W1255-2007),北京化工廠;重鉻酸鉀(GB W06105d),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心;硫酸亞鐵、硫酸、硝酸、甲基紅、百里酚藍(lán)、氫氧化鈉、偏釩酸銨、氨基磺酸、鉬酸銨、碳酸鈣、亞硫酸鈉,均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;去離子水(18MΩ·cm),Milli-Q純水機(jī)制備。

      2.2 溶液制備

      1)硝酸鈾酰溶液

      稱取約60g硝酸鈾酰固體溶解在100mL 0.01mol/L硝酸溶液中,搖勻備用,鈾濃度用FeSO4還原-K2Cr2O7自動(dòng)電位滴定法測(cè)定[9]。

      2)硝酸標(biāo)準(zhǔn)溶液

      將待定值的硝酸溶液稀釋100倍后,以碳酸鈉當(dāng)量試劑為基準(zhǔn),用甲基紅指示終點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。

      3)硝酸鈾酰-硝酸混合溶液

      利用已知濃度的硝酸鈾酰和硝酸溶液配制成不同濃度的鈾-酸溶液,其中鈾質(zhì)量濃度分別為:50、100、150、200g/L;硝酸濃度分別為:1、2、3、4mol/L。

      2.3 實(shí)驗(yàn)方法

      2.3.1 密度的測(cè)量 將已知鈾和硝酸濃度的鈾-酸溶液裝入密度計(jì)的U型振蕩管中(注意U型振蕩管中不要有氣泡),設(shè)置好溫度測(cè)量范圍(20~50℃)及溫度間隔(10℃)作動(dòng)態(tài)測(cè)量,記錄該溶液的溫度-密度數(shù)據(jù)。

      2.3.2 電導(dǎo)率的測(cè)量 打開(kāi)恒溫水槽,設(shè)置好需要恒溫的溫度后,將待測(cè)的鈾-酸溶液的容器放入恒溫槽中,恒溫10min后,插入無(wú)極電導(dǎo)率儀的測(cè)量探頭,利用升溫的辦法,逐點(diǎn)測(cè)量溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率值,記錄溫度-電導(dǎo)率數(shù)據(jù)。

      2.3.3 溫度系數(shù)的測(cè)量 密度和電導(dǎo)率都與溫度有關(guān),溫度的變化對(duì)密度和電導(dǎo)率的測(cè)量都有影響。只要知道鈾-酸溶液在不同溫度下的密度和電導(dǎo)率值,就可計(jì)算出密度和電導(dǎo)率的溫度系數(shù)。

      3 結(jié)果與討論

      3.1 鈾質(zhì)量濃度對(duì)密度的影響

      密度(ρ)與鈾質(zhì)量濃度ρ(U)之間的關(guān)系示于圖1。由圖1可知,當(dāng)硝酸濃度固定時(shí),密度和鈾質(zhì)量濃度之間呈線性關(guān)系,線性良好,其斜率基本一致,密度隨鈾質(zhì)量濃度的增大而顯著增大。

      3.2 硝酸濃度對(duì)密度的影響

      密度(ρ)與硝酸濃度c(H+)之間的關(guān)系示于圖2。由圖2可知,當(dāng)鈾質(zhì)量濃度固定時(shí),密度和硝酸濃度之間呈線性關(guān)系,線性良好,其斜率基本一致,密度隨硝酸濃度的增大而稍有增大。通過(guò)與圖1相比較,不難發(fā)現(xiàn):鈾質(zhì)量濃度是密度的主要貢獻(xiàn)者,即鈾質(zhì)量濃度對(duì)密度的影響要比硝酸大得多。

      圖1 密度與鈾質(zhì)量濃度的關(guān)系Fig.1 Relationship between density and mass concentration of uranium

      圖2 密度與硝酸濃度的關(guān)系Fig.2 Relationship between density and concentration of nitric acid

      3.3 鈾質(zhì)量濃度對(duì)電導(dǎo)率的影響

      電導(dǎo)率κ與鈾質(zhì)量濃度ρ(U)之間的關(guān)系示于圖3。由圖3可知,當(dāng)硝酸濃度固定時(shí),電導(dǎo)率與鈾質(zhì)量濃度之間呈線性關(guān)系,線性良好,電導(dǎo)率隨著鈾質(zhì)量濃度的增大而逐漸減小。

      3.4 硝酸濃度對(duì)電導(dǎo)率的影響

      電導(dǎo)率κ與硝酸濃度c(H+)之間的關(guān)系示于圖4。由圖4可知,當(dāng)鈾質(zhì)量濃度固定時(shí),電導(dǎo)率和硝酸濃度之間呈曲線關(guān)系,電導(dǎo)率隨硝酸濃度的增大而顯著增大。這說(shuō)明硝酸是電導(dǎo)率的主要貢獻(xiàn)者,這主要是因?yàn)闅潆x子淌度比鈾-酸溶液中其它離子的淌度高(約一個(gè)數(shù)量級(jí))。

      圖3 電導(dǎo)率與鈾質(zhì)量濃度的關(guān)系Fig.3 Relationship between conductivity and mass concentration of uranium

      圖4 電導(dǎo)率與硝酸濃度的關(guān)系Fig.4 Relationship between conductivity and concentration of nitric acid

      3.5 溫度對(duì)密度和電導(dǎo)率的影響

      密度和電導(dǎo)率都與溫度有關(guān),一般規(guī)律是溫度升高,密度減小,電導(dǎo)率增大。在本實(shí)驗(yàn)中,為了考察溫度對(duì)鈾-酸溶液密度和電導(dǎo)率的影響,將鈾-酸溶液恒溫后,利用升溫的方法,逐點(diǎn)測(cè)量該鈾-酸溶液在不同溫度下的密度和電導(dǎo)率,然后分別計(jì)算出密度溫度系數(shù)β1和電導(dǎo)率溫度系數(shù)β2,相應(yīng)的溫度系數(shù)列于表1和表2。從表1和表2可以看出,不同鈾-酸溶液密度和電導(dǎo)率的溫度系數(shù)都各不相同。其中溫度對(duì)電導(dǎo)率的影響遠(yuǎn)大于

      對(duì)密度的影響,兩者大約差一個(gè)數(shù)量級(jí)。在過(guò)去的文獻(xiàn)中,通過(guò)各自的溫度校正系數(shù)來(lái)校正密度和電導(dǎo)率,不太可取,原因在于:①溫度本身就是密度和電導(dǎo)率的一個(gè)重要影響參數(shù);②不同鈾-酸溶液的密度和電導(dǎo)率溫度系數(shù)不是固定值,因此應(yīng)該將溫度作為一個(gè)自變量輸入數(shù)學(xué)模型中,更為可取。

      表1 密度的溫度系數(shù)Table 1 Temperature coefficients of the density

      表2 電導(dǎo)率的溫度系數(shù)Table 2 Temperature coefficients of the conductivity

      3.6 數(shù)學(xué)模型的建立

      通過(guò)上述因素的分析,鈾-酸溶液的密度和電導(dǎo)率都與鈾濃度、硝酸濃度和溫度有關(guān),即鈾-酸溶液的密度和電導(dǎo)率是鈾質(zhì)量濃度、硝酸濃度和溫度的函數(shù),因此可以假定其數(shù)學(xué)模型為:

      根據(jù)密度-電導(dǎo)-溫度法測(cè)量原理,用U型管振蕩密度計(jì)和無(wú)極電導(dǎo)率儀測(cè)量鈾-酸溶液在不同溫度下的密度(ρ)和電導(dǎo)率(κ),其結(jié)果列于表3。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元非線性回歸得到如下的數(shù)學(xué)模型,其中密度回歸方程的相關(guān)性系數(shù)r=0.999 8,電導(dǎo)率回歸方程的相關(guān)性系數(shù)r=0.997 6。

      3.7 鈾-酸樣品測(cè)定

      配制8個(gè)已知濃度的鈾-酸溶液,測(cè)量其密度、電導(dǎo)率和溫度,根據(jù)測(cè)量的密度、電導(dǎo)率和溫度,計(jì)算出鈾質(zhì)量濃度和硝酸濃度,再跟已知值相比較,計(jì)算出相對(duì)誤差來(lái)檢驗(yàn)該方法的準(zhǔn)確度,結(jié)果列于表4。當(dāng)鈾質(zhì)量濃度在50~200g/L、酸度在1~4mol/L時(shí),該分析方法測(cè)量值與已知值之間的相對(duì)誤差在±5%之間。

      表3 鈾-酸溶液在不同溫度下的密度和電導(dǎo)率Table 3 Density and conductivity of uranyl nitrate solution at different temperatures

      表4 分析樣品中鈾和硝酸的測(cè)量結(jié)果Table 4 Determination results of uranium and nitric acid in samples

      4 結(jié) 論

      (1)當(dāng)硝酸濃度固定時(shí),密度隨鈾質(zhì)量濃度的增大而顯著增大;當(dāng)鈾質(zhì)量濃度固定時(shí),密度隨硝酸濃度的增大而稍有增大,鈾質(zhì)量濃度是密度的主要貢獻(xiàn)者;

      (2)當(dāng)硝酸濃度固定時(shí),電導(dǎo)率隨鈾質(zhì)量濃度的增大而逐漸減?。划?dāng)鈾質(zhì)量濃度固定時(shí),電導(dǎo)率隨硝酸濃度的增大而顯著增大,硝酸是電導(dǎo)率的主要貢獻(xiàn)者;

      (3)溫度對(duì)密度和電導(dǎo)率都有影響,但溫度對(duì)電導(dǎo)率的影響程度遠(yuǎn)大于密度;

      (4)建立了鈾質(zhì)量濃度、酸度和溫度與密度、電導(dǎo)率之間的數(shù)學(xué)模型。當(dāng)鈾質(zhì)量濃度為50~200g/L、硝酸濃度為1~4mol/L時(shí),該分析方法測(cè)量值與已知值之間的相對(duì)誤差在±5%之間。

      [1]任鳳儀,周鎮(zhèn)興.國(guó)外核燃料后處理[M].北京:原子能出版社,2006:299-300.

      [2]Marchand P.Determination of uranyl nitrate and nitric acid based on in-line density and conductivity measurements[J].Anal Chim Acta,1970,57:230-232.

      [3]Savage D.Some problems in the determination of acidity in nitric acid solutions of plutonium nitrate[J].Proceedings Society for Analytical Chemistry,1974,11(10):266-268.

      [4]徐惠民,萬(wàn)明光.硝酸鈾酰溶液中鈾和酸的聯(lián)合測(cè)定[J].原子能科學(xué)技術(shù),1981,15(4):456-459.

      [5]丁安慶,徐惠民,羅星亮.密度-電導(dǎo)法聯(lián)合測(cè)定硝酸鈾酰-硝酸溶液中鈾和酸的濃度[J].原子能科學(xué)技術(shù),1981,15(2):148-154.

      [6]郁建涵,楊武.電導(dǎo)-密度法聯(lián)合測(cè)定硝酸釷和硝酸的濃度[J].原子能科學(xué)技術(shù),1979,13(3):257-265.

      [7]尹建國(guó),孟現(xiàn)陽(yáng),吳江濤.高壓振動(dòng)密度計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研制[J].工程熱物理學(xué)報(bào),2012,33(10):1659-1662.

      [8]李志宏,杜娟,馬瑩.鋁酸鈉溶液化學(xué)成分實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2005,26(10):1019-1026.

      [9]劉權(quán)衛(wèi),羅中艷,朱海巧.自動(dòng)電位滴定法精密測(cè)定小量鈾[J].原子能科學(xué)技術(shù),2007,41(5):546-549.

      猜你喜歡
      鈾酰硝酸電導(dǎo)率
      銅與稀硝酸反應(yīng)裝置的改進(jìn)與創(chuàng)新
      云南化工(2021年7期)2021-12-21 07:28:06
      一種鈾酰配合物的合成及其光催化降解性能研究
      一道關(guān)于鐵與硝酸反應(yīng)的計(jì)算題的七種解法
      pH-dependent Synthesis of Octa-nuclear Uranyl-oxalate Network Mediated by U-shaped Linkers
      電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜快速鑒別水溶液中鈾酰形態(tài)及在檸檬酸鈾酰形態(tài)研究的應(yīng)用
      基于比較測(cè)量法的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)電導(dǎo)率檢測(cè)儀研究
      低溫脅迫葡萄新梢電導(dǎo)率和LT50值的研究
      含銅硝酸退鍍液中銅的回收和硝酸的再生
      硝酸鈀生產(chǎn)工藝研究
      鈾酰-Salophen與環(huán)己烯酮的作用模式
      南宁市| 宁安市| 罗山县| 洛宁县| 顺义区| 宁海县| 昌乐县| 驻马店市| 千阳县| 阜阳市| 房山区| 翁源县| 舒城县| 永善县| 金华市| 凤冈县| 穆棱市| 松阳县| 永城市| 安图县| 鄂州市| 成安县| 张家港市| 万盛区| 喀什市| 桂林市| 巨鹿县| 重庆市| 于田县| 塔城市| 娄底市| 天峻县| 大竹县| 麻城市| 天峨县| 灵台县| 石棉县| 肃宁县| 象山县| 临沂市| 富蕴县|