潜艇核动力装置用涂铌二氧化铀微球检测方法 第2部分: 铀的测定

GJB 8793.2-2015 潜艇核动力装置用涂铌二氧化铀微球检测方法 第2部分: 铀的测定 硫酸亚铁还原-重铬酸钾氧化电位滴定法

范围
本部分规定了涂铌二氧化铀微球中铀测定使用的试剂、仪器、测定步骤、结果计算和方法精密度。
本部分适用于徐铌二氧化铀微球中铀的测定，当称样量为0.20g~0.25g时，铀的质量分数测定范围为65%~80%。

方法提要
试样用硝酸-HF溶解，加入硫酸后蒸至冒白烟，除去硝酸、HF。在含有氨基磺酸的磷酸介质中，用过量的硫酸亚铁将铀(VI)还原到铀(Ⅳ)，剩余的亚铁离子以钼(VI)作催化剂用硝酸氧化，氧化过程中生成的氮氧化物用氨基磺酸除去。在硫酸钒酰存在下，用重铬酸钾溶液滴定铀(Ⅳ)至铀(VI)，以电位法确定滴定终点。

仪器
数字式离子计，分辨率0.1mV。
磁力加热搅拌器和聚乙烯覆面搅拌子。
铂电极，电极面积约为1cm²。电极使用前应将电极插入含有少量重铬酸钾的沸腾稀硝酸溶液中清洗，然后再用蒸馏水冲净，放在酒精灯上氧化焰中灼红。
饱和甘汞电极。
称量滴定瓶，容量约40mL。
分析天平，感量0.1mg。
天平，大载荷5kg，分度值5mg。
微量滴定管，5mL，分度值0.02mL。

试样
采用涂铌二氧化铀微球样品作为试样。

测定步骤
称取0.20g~0.25g试样作为试料(m₈)，至0.1mg。置于300mL烧杯中。用10mL硝酸和数滴HF溶解试料，加入5mL硫酸，蒸至硫酸冒白烟。
称装有浓重铬酸钾溶液的称量滴定瓶的质量(m₉)，至0.1mg。
在试液中依次加入40mL磷酸，5mL硫酸，5mL氨基磺酸溶液和5mL硫酸亚铁溶液。
用磁力加热搅拌器连续搅拌试液至少1min，用移液管沿杯壁周围加入10mL氧化剂溶液，温度控制在30°C~40°C。加入氧化剂溶液后，溶液即变成暗褐色，但此颜色存留时间不应超过40s。
暗褐色褪去后，继续搅拌2.5min，放置30s后，立即加入100mL硫酸钒酰溶液。
插入铂电极和饱和甘汞电极，快速搅拌溶液，但勿溅失。此时电位一般为350mV~400mV，由称量滴定瓶滴入浓重铬酸钾溶液直至电位指示为450mV~480mV。
再用微量滴定管加入0.10mL稀重铬酸钾溶液，待电位读数在5s内的变化不超过1mV时，记下电位数和相应的体积读数。
重复上面步骤，直至电位突跃后，再加入0.10mL稀重铬酸钾溶液。
称取称量滴定瓶的质量(m₁₀)，至0.1mg。
注: 加入硫酸钒酰溶液后应在7min之内完成滴定。

结果计算
以二阶差分法计算滴定至电位突跃时消耗的稀重铬酸钾溶液的体积。计算公式见式(4)，计算示例见表1。

式中:
V  一一滴定消耗稀重铬酸钾溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V_n 一一加入稀重铬酸钾溶液的总体积，单位为毫升(mL)；
?E₁'一一滴定电位突跃前二阶羞值，单位为毫伏(mV)；
?E₂'一一滴定电位突跃后二阶差值，单位为毫伏(mV)。
按式(5)计算涂铌二氧化铀微球中铀的质量分数:

式中:
W(U)一一试样中铀的质量分数，用百分数表示(%)；
m₉ 一一滴定前称量滴定瓶的质量，单位为克(g)；
m₁₀一一滴定后称量滴定瓶的质量，单位为克(g)；
K    一一重铬酸钾对天然铀的转换因子，K=2.4273；
G   一一铀的浓缩因子，按样品中铀的平均原子量/238.029进行计算；
m₈ 一一称取试料的质量，单位为克(g)。


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