CHƢƠNG 2 : THỰC NGHIỆM
2.4. Phƣơng pháp phân tích
2.4.1. Phân tích urani
2.4.1.1. Phương pháp trắc quang so màu
Urani đƣợc xác định bằng phƣơng pháp phân tích trắc quang so màu trên máy SPECTRONIC 20D (Spectronic instruments, USA).
Hóa chất sử dụng cho phân tích: dung dịch urani nitrat chuẩn nồng độ 20,3
/ml (1 = 10-6 g/l), dung dịch thuốc thử asenazo III 0,08%, axit ascobic, kẽm hạt và axit HCl 1:1.
Xây dựng đường chuẩn: Lấy 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 và 1 ml dung dịch urani
chuẩn cho vào các cốc có dung tích 50 ml. Thêm vào mỗi cốc (kể cả cốc làm dung dịch khơng có urani làm dung dịch trống) 5 10 ml dung dịch HCl 1:1, sau đó 0,2
gam axit ascobic và 5 10 hạt kẽm. Lắc nhẹ và để yên trong vòng 30 phút để khử urani (VI) về urani (IV). Sau đó cho tồn bộ dung dịch vào các bình định mức có dung tích 25 ml có sẵn 1 ml dung dịch asenazo III (chú ý khơng đƣa cặn kẽm vào bình định mức làm ảnh hƣởng đến kết quả đo và tráng cốc cẩn thận), định mức bằng dung dịch HCl 1:1 đến vạch và đo mật độ quang ở bƣớc sóng 655 nm. Từ các số liệu thu đƣợc vẽ đồ thị quan hệ giữa nồng độ và mật độ quang. Đƣờng biểu diễn trong khoảng nồng độ này là một đƣờng thẳng.
Mẫu đo: Việc chuẩn bị mẫu và đo mật độ quang của mẫu cần phân tích
đƣợc thực hiện hồn tồn tƣơng tự nhƣ các mẫu chuẩn. Thể tích mỗi mẫu đƣợc lấy chính xác sao cho mẫu đo có nồng độ trong khoảng nồng độ của đƣờng chuẩn, ngồi khoảng này thì kết quả sẽ khơng chính xác. Trong trƣờng hợp dung dịch có nồng độ cao hơn, khơng lấy mẫu trực tiếp đƣợc thì phải pha lỗng trƣớc.
Tính tốn nồng độ: nồng độ urani trong mẫu đƣợc xác định bằng phƣơng
pháp nội suy dựa vào mật độ quang của mẫu và đƣờng chuẩn, sau đó tính tốn theo thể tích mẫu và hệ số pha loãng.
2.4.1.2. Phương pháp khối phổ plasma cảm ứng - ICP-MS [13].
Phạm vi áp dụng:
Tiêu chuẩn quy định phƣơng pháp ICP-MS xác định hàm lƣợng urani trong mẫu địa chất, đất đá, quặng trong khoảng hàm lƣợng các nguyên tố từ 0,1 ppm đến 2% phục vụ cho điều tra, thăm dị, khai thác, chế biến khống sản.
Nguyên tắc của phương pháp:
Mẩu quặng sau khi phân hủy thành dung dịch đƣợc phun vào ngọn lửa plasma. Đo phổ khối của các ion urani tự do bị kích thích bởi nguồn năng lƣợng Plasma rồi xác định nồng độ của urani trong dung dịch mẫu theo phƣơng trình sau:
Ims = K.Cb trong đó:
Ims là cƣờng độ tín hiệu (số đếm tích phân, Cps) tại số khối cần đo; K Ịà hằng số thực nghiệm;
C là nồng độ của urani; b là hằng số (0 < b < 1).
Trong khoảng nồng độ nào đó b có giá trị bằng 1, mối quan hệ giữa Ims và C là tuyến tính :
Ims = K.C
Từ giá trị nồng độ urani xác định đƣợc trong đung dịch mẫu sẽ tính đƣợc hàm lƣợng urani trong mẫu thử.
Hàm lƣợng urani trong mẫu quặng đƣợc tính theo cơng thức sau:
3 10 . . ) ( m V C ppm X x đm trong đó:
X là hàm lƣợng urani trong mẫu (ppm hay mg/kg); Cx là nồng độ urani trong dung dịch mẫu (g/l);
Vđm là thể tích định mức dung địch mẫu (ml); m là khối lƣợng mẫu đem đi phân tích (g).
2.4.2. Phân tích sắt bằng phƣơng pháp chuẩn độ K2Cr2O7
Nguyên tắc: Khử toàn bộ Fe+3
về về Fe2+ bằng SnCl2 dƣ, sau đó lƣợng dƣ SnCl2 đƣợc loại bằng HgCl2, thêm hỗn hợp bảo vệ và chuẩn độ Fe+2 bằng K2Cr2O7 tiêu chuẩn với chỉ thị diphenyllamine sulfonate natri. Điểm tƣơng đƣơng dung dịch chuyển từ khơng màu sang màu tím.
2Fe+3 + SnCl2 = 2Fe+2 + SnCl4 SnCl2 + HgCl2 = SnCl4 + Hg2Cl2
6Fe+2+ Cr2O7-2 + 14H+ = 6Fe+3 + 2Cr+3 + 7H2O
(Không màu) ( tím)
Cách tiến hành: lấy một thể tích chính xác dung dịch cần phân tích Vml cho
vào cốc chịu nhiệt, thêm 5ml dung dịch HCl 1/1, đun nhẹ đến khoảng 700C, cho từng giọt dung dịch SnCl2 5% vào, lắc nhẹ cho tới khi dung dịch hết màu vàng của Fe+3 thì thêm 1 giọt nữa và lắc đều. Để nguội, thêm nhanh khoảng 5ml dung dịch HgCl2 5% lắc đều (nếu dung dịch có màu đen thì phải làm lại). Thêm khoảng 10ml hôn hợp bảo vệ và chuẩn độ bằng có nồng độ biết trƣớc NK2Cr2O7 đến khi dung dịch có màu tím thi dừng lại, ghi thể tích VK2Cr2O7 tiêu tốn.
Nồng độ sắt trong dung dịch đƣợc tính: