5. Cấu trúc luận văn
3.1.1.4. Ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3
Axit HNO3 là một cấu tử trong hệ chiết Th(IV), U(VI) với tác nhân chiết là TBP, chính vì vậy nĩ cũng ảnh hưởng đến hiệu suất chiết hai ion trên. Kết quả khảo sát nồng độ TBP ở trên cũng cho thấy rằng HNO3 đi vào pha hữu cơ tương đối lớn. Vì vậy, sự ảnh hưởng của nồng độ HNO3 đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) cần được đánh giá. Tác động của axit HNO3 được xem xét bằng cách thay đổi nồng độ ban đầu của chúng từ 1 đến 10 M. Các thơng số khác được giữ nguyên như sau: nồng độ ban đầu Th(IV), U(VI) 20 (mg/L) trong axit HNO3 ở các nồng độ khảo sát; TBP được pha lỗng bằng dầu hỏa với nồng độ 1,8 và 1,0 M lần lượt sử dụng cho Th(IV) và U(VI); tỉ lệ pha hữu cơ:nước (v/v) 1:1; thời gian chiết 30 phút; thời gian cân bằng 5 phút; các thí nghiệm đều thực hiện ở nhiệt độ phịng. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3
đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) được thể hiện ở Bảng 3.4 và Hình 3.4.
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ HNO3 đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI)
Co HNO3
(M)
Hiệu suất chiết(%) [H+]o (M)
Th(IV) U(VI) H+/Th(IV) H+/U(VI) 1,0 88,87 ± 2,14 89,49 ± 2,05 0,24 ± 0,02 0,15 ±0,02 2,0 89,36 ± 1,41 91,89±1,64 0,5 ± 0,10 0,38 ±0,04 3,0 90,59 ± 1,30 94,71 ± 1,20 0,82 ± 0,05 0,50 ± 0,14 4,0 91,48 ± 1,06 92,72 ± 1,07 1,09 ± 0,06 0,55 ± 0,13 5,0 92,14 ± 0,87 91,93 ± 1,71 1,20 ± 0,10 0,65 ± 0,10 6,0 93,25 ± 1,05 91,07 ± 1,18 1,42 ± 0,15 0,73 ± 0,06 7,0 94,51 ± 1,15 89,60 ± 1,30 1,69 ± 0,06 0,94 ± 0,15 8,0 92,36 ± 1,20 88,35 ± 1,98 9,0 90,94 ± 1,06 85,86 ± 1,18 10,0 90,22 ± 1,63 83,73 ± 1,94
0 2 4 6 8 10 75 80 85 90 95 100 E (%) C HNO 3 (M) Th(IV) U(VI) 0 1 2 3 4 H+/Th(IV) H+/U(VI) [H + ] O (M)
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ HNO3 đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI).
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, khi nồng độ HNO3 tăng thì hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) ban đầu cĩ xu hướng tăng và sau đĩ giảm dần. Cụ thể như sau, hiệu suất chiết Th(IV) tăng từ 88,87 đến 94,51 % tương ứng với nồng độ HNO3 từ 1M đến 7,0 M. Khi tiếp tục thực hiện các khảo sát ở nồng độ HNO3
lớn hơn thì hiệu suất chiết Th(IV) giảm dần (khoảng 90,22% tại nồng độ HNO3
10 M). Tương tự như Th(IV), hiệu suất chiết U(VI) tăng từ 89,49 đến 94,71 % khi nồng độ HNO3 tăng từ 1 M đến 3 M, sau đĩ ở các nồng độ HNO3 lớn hơn thì hiệu suất chiết U(VI) giảm, tại nồng độ HNO3 10 M thì hiệu suất chiết chỉ cịn 83,73 %.
Sự biến thiên về hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) theo nồng độ HNO3 ban đầu là vì nồng độ ion NO3- tỉ lệ thuận với hàm lượng HNO3. Vì vậy, khi nồng độ axit HNO3 lớn làm cho cân bằng (3.1), (3.2) chuyển dịch về bên phải.
Mặt khác, nồng độ H+ tăng, làm giảm khả năng hydrat hĩa của H2O với các cation Th4+, UO22+.
Tuy nhiên khi nồng độ HNO3 tiếp tục tăng thì hiện tượng cạnh tranh với Th(IV) và U(VI) mạnh. Quá trình chiết HNO3 vào pha hữu cơ tăng làm giảm nồng độ tác nhân chiết TBP tự do, vì vậy hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) giảm. Do đĩ, để thực hiện các khảo sát tiếp theo nồng độ HNO3 ban đầu được lựa chọn là 3 M và 7 M tương ứng với Th(IV) và U(VI).