MU = (NK x VK /VU) x 119 (g/l)
Chú ý: Dung dịch UO2(NO3)2 có màu vàng chanh. Sau khi cho FeSO4 vào và lắc thì dung dịch có màu xanh đậm. Khi cho amoni molipdat vào thì dung dịch có màu nâu, lắc và để n thì dung dịch lại có màu xanh nhạt.
UO2(NO3)2 + 2 FeSO4 + 3 H2SO4 = U(SO4)2 + Fe2(SO4)3 + 2 HNO3 + 2 H2O (phản ứng xảy ra với sự có mặt của H3PO4.
Lượng FeSO4 dư bị phân hủy bởi HNO3 với amoni molipdat là chất xúc tác. Trong mơi trường H3PO4 thì U6+ khơng bị oxy hóa đáng kể bằng HNO3
HNO2 + NH2SO3H = N2 + H2SO4 + H2O
Phản ứng chuẩn độ :
3 U(SO4)2 + K2Cr2O7 + 2 H2SO4 = 3 UO2 (SO4) + 2 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3 H2O
2.2.3. Phân tích sắt bằng phương pháp chuẩn độ
Đối với dung dịch hịa tách có nồng độ sắt cao thì thường dùng phương pháp chuẩn độ. Nguyên tắc của phương pháp này dựa vào sự tạo phức bền của ion Fe3+ với EDTA trong môi trường pH = 23 và sự đổi màu của phức giữa Fe3+ với axit sunphosalisilic theo các phương trình sau:
Fe3+ + H2Y2- = FeY- + 2H+ FeInd2+ + H2Y2- = FeY- + 2HInd + H+
(đỏ tím) (vàng) (không màu)
Cách tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác thể tích (V ml) mẫu cần xác định
hàm lượng vào bình nón có dung tích 250 ml. Thêm khoảng 10 giọt chỉ thị và lắc đều. Nếu dung dịch chưa có màu đỏ tím thì thêm từ từ từng giọt dung dịch CH3COONa 5 % vào dung dịch. Lắc đều dung dịch cho tới khi xuất hiện màu đỏ tím thì bắt đầu tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ. Khi chuẩn cần đun nóng dung dịch tới khoảng 60 700C để phản ứng tạo phức xảy ra nhanh hơn. Khi dung dịch từ màu đỏ tím chuyển sang màu vàng nhạt thì dừng chuẩn độ. Ghi số ml dung dịch EDTA đã tiêu tốn là V0 ml.
Tính tốn nồng độ: nồng độ sắt trong dung dịch tính theo cơng thức sau:
CFe = CEDTA.V0/V
2.2.4. Phương pháp xác định axit dư trong dung dịch UO2(NO3)2
Lấy 25 ml dung dịch UO2(NO3)2, pha loãng thành 250 ml dung dịch bằng nước cất. Lấy 5 ml /250 ml dung dịch vừa pha trên và cho vào đó 50 ml dung dịch NaF 3 % (để che U+6) + 5 giọt chỉ thị phenolphtalein. Sau đó chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,0896 N cho đến khi dung dịch chuyển từ khơng màu sang màu hồng thì dừng.
Khi khơng cho NaF thì sẽ xảy ra sai số rất lớn vì: 6NaOH + 2UO2(NO3)2 = Na2U2O7 + 4NaNO3 + 3H2O
2.2.5. Phương pháp phân tích phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS)
ICP-MS là một phương pháp phân tích các chất vơ cơ dựa trên sự ghi đo phổ theo tỷ số m/z của nguyên tử các nguyên tố cần phân tích. ICP (Inductively Coupled Plasma) là ngọn lửa plasma tạo thành bằng dịng điện có tần số cao (cỡ MHz) được cung cấp bằng một máy phát cao tần (RF). Ngọn lửa plasma có nhiệt độ cao có tác dụng chuyển các nguyên tố có trong mẫu cần phân tích ra dạng ion. MS (Mass Spectrometry) là phép ghi phổ theo tỷ số m/z. ICP-MS được phát triển vào đầu những năm 80 của thế kỷ trước, là sự kết hợp thành cơng và hồn hảo của hai thiết bị phân tích là ICP và MS.
Đây là một trong những phương pháp phân tích hiện đại nhất hiện nay và ngày càng chứng tỏ có nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp phân tích khác trong nghiên cứu xác định lượng vết các nguyên tố cũng như xác định thành phần đồng vị của chúng.
Phương pháp ICP-MS có thể phân tích hầu hết các nguyên tố từ Li đến U, ngoại trừ một số nguyên tố phi kim như H, He, C, N, O, F, Ne, S, Cl, Ar, Kr, Xe, Rn. Dùng phương pháp ICP-MS thơng thường địi hỏi bước phân huỷ mẫu, chuyển các thành phần mẫu vào dung dịch nhưng kết quả phân tích thu được có độ tin cậy cao hơn
2.2.6. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM - Scanning Electron Microscope) Microscope)
Phương pháp này cho bức ảnh về cấu trúc bề mặt vật liệu đến cỡ hàng chục nm (10-7 m). Nguyên tắc của phương pháp: một chùm tia điện tử đi qua các thấu kính (điện từ) để tiêu tụ thành một điểm rất nhỏ chiếu lên mặt của mẫu nghiên cứu. Nhiều hiệu ứng xảy ra khi các hạt điện tử của chùm tia va chạm với các nguyên tử ở bề mặt vật rắn. Từ điểm ở bề mặt mẫu mà điện tử chiếu đến, có nhiều loại tín hiệu (loại hạt, loại tia) phát ra. Mỗi loại tín hiệu phản ánh một đặc điểm của mẫu tại điểm được điện tử chiếu đến. Cho chùm điện tử quét trên mẫu và quét một cách đồng bộ một tia điện tử trên màn hình của đèn hình, thu và khuyếch đại một loại tín hiệu nào đó từ mẫu
phát ra để làm thay đổi cường độ ánh sáng của tia điện tử qt trên màn hình, ta có được ảnh.
2.2.7. Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X
Nguyên lý chung của phương pháp nhiễu xạ tia X xác định kích thước tinh thể là dựa vào ảnh hưởng khác nhau của các tinh thể có kích thước khác nhau lên phổ nhiễu xạ (các cường độ phản xạ được ghi trên cùng một thang). Kích thước tinh thể được xác định dựa trên phương pháp phân tích hình dạng và đặc điểm của đường cong phân bố cường độ (profile) của đường nhiễu xạ dọc theo trục đo góc 2.
Giản đồ nhiễu xạ tia X được ghi trên nhiễu xạ kế. Các dữ liệu ASTM được lập trình sẵn trong máy tính để khi đối chiếu với giản đồ nhiễu xạ có thể xác định được các pha tinh thể của sản phẩm. Kích thước hạt trung bình của chất cần đo được tính dựa vào pic đặc trưng trên phổ XRD theo cơng thức Debye-Sherrer.
β.Cosθ 0,89.λ r
Trong đó: r - là kích thước hạt trung bình của chất cần đo, nm . - là bước sóng của tia bức xạ CuK, bằng 0,154056 nm.
- là bán chiều rộng (FWHM) của pic đặc trưng trên phổ XRD của chất cần đo, rađian.
2 - là góc nhiễu xạ ứng với cực đại của pic, độ.
Xét hai mặt phẳng song song I và II có khoảng cách d. Chiếu chùm tia Rơngen tạo với các mặt phẳng trên một góc ố. Để các tia phản xạ có thể giao thoa thì hiệu quang trình của hai tia 11’ và 22’ phải bằng số ngun lần bước sóng :
B CO O A 1 2 1' 2' d I II Hình 8: Sự phản xạ trên bề mặt tinh thể.