方法提要
在硝酸介质中,铀酰离子与硫氰酸根生成的配合物被磷酸三丁酯定量萃取后,经铀试剂Ⅲ反萃取后,以固体荧光法测定铀。或在硝酸介质中,铀酰离子被三正辛基氧膦定量萃
取分离后,以固体荧光法测定铀。
测定范围为0.05~100μg/L。
仪器和装置
光电荧光光度计 激发波长范围320~370nm,在波长530~570nm处测量发射的荧光强度,能够探测0.5ng或更少的铀。
酒精喷灯或液化石油气灯 温度可达到1100℃。
铂丝环 将直径为0.5mm的铂丝一端熔入玻璃棒,另一端绕成内径为3mm的圆环。
铂皿 内径10mm,深2mm。
氟化钠压片器。
高温炉 温度1000℃。
试剂
氟化钠 粉末状,优级纯。
混合熔剂 将98份NaF粉末与2份LiF粉末均匀混合。
磷酸三丁酯-二甲苯溶液取一定体积的磷酸三丁酯,用等体积50g/L碳酸钠溶液洗涤2~3次,再用水洗至中性。取洗涤过的磷酸三丁酯与二甲苯按(1+4)体积比混匀。
硫氰酸钾溶液(6.0mol/L) 称取291g硫氰酸钾(KSCN),用水溶解,稀释至500mL。
酒石酸溶液(2.0mol/L) 称取150g酒石酸,用水溶解,稀释至500mL。
EDTA溶液(75g/L) 称取7.5gEDTA二钠盐,加少量水,滴加氨水使之完全溶解后,用水稀释至100mL。
硝酸铵溶液(400g/L)称取400gNH4NO3,用水溶解,稀释至1000mL。
碳酸钠溶液(50g/L)称取50g无水碳酸钠,用水溶解,稀释至1000mL。
铀试剂Ⅲ溶液(0.02g/L)称取0.1000g铀试剂Ⅲ,用pH2的HNO3酸化水溶解后,转入100mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。取10.0mL该溶液于500mL容量瓶中,用pH2的HNO3酸化水稀释至刻度,摇匀。贮存于棕色瓶内。
三正辛基氧膦-环己烷溶液(0.1mol/L)称取19.33g三正辛基氧膦溶于环己烷中,并稀释至500mL。
混合掩蔽剂溶液60g/LCyDTA溶液[称取30g1,2-环己二胺四乙酸(CyDTA),放入500mL烧杯中,加400mL水,滴加200g/LNaOH溶液至其完全溶解后,用1mol/LHNO3和NaOH溶液调至中性,再用水稀释至500mL。]和30g/LNaF溶液按等体积的混匀。
铀标准储备溶液ρ(U)=1.00mg/mL将基准或光谱纯U3O8在高温炉内于840℃灼烧0.5h,取出冷却。称取0.1179g置于50mL烧杯内,用2~3滴水润湿后,加入5mLHNO3,于电热板上加热溶解并蒸至近干,然后用pH2的HNO3酸化水溶解,转入100mL容量瓶内,稀释至刻度,摇匀。
铀标准溶液用pH为2的硝酸酸化水将1.00mg/mL铀标准储备溶液逐级稀释成所需浓度的铀标准溶液,临用时配制。
校准曲线
将NaF或混合熔剂分别和铀标准溶液烧制熔珠或熔片,烧制熔珠的方式可酌情选择下列方式中任意一种:
1)将80mgNaF用压片器压制成片,取0.050mL铀标准溶液滴在片上烧制熔珠。
2)用80mgNaF与铀标准溶液蒸至近干后烧制熔珠。
3)取0.1mL铀标准溶液滴入加有100mgNaF-LiF(98+2)混合熔剂的铂盘内,于烘箱内105℃烘干,转入高温炉内在900℃下熔融5min,取出冷至室温。
方法1)、2)烧制熔珠的熔剂也可采用NaF-LiF(98+2)混合熔剂。
烧制熔珠的条件为:火焰(氧化焰)温度980~1050℃,全熔后持续20~30s,退火5~10s,冷却15min后,在光电荧光光度计上测定其荧光强度。用荧光强度与对应的铀浓度作图,绘制成4条不同量级的校准曲线。
不管采用何种方式,每个浓度均需烧制3个熔珠或熔片。
校准曲线需定期(最多不得超过三个月)进行线性回归校正。在分析中,更换所用的任何试剂或对光电荧光光度计进行调整,更换零件等,都必须重作校准曲线。
分析步骤
1)磷酸三丁酯萃取-铀试剂Ⅲ反萃取。取100mL(视铀含量而定)水样放入150mL分液漏斗中,依次加入2mL6.0mol/LKSCN溶液、2mL2.0mol/L酒石酸溶液、6mL75g/LEDTA溶液,每加入一种试剂均应摇匀。用(1+1)HNO3或(1+1)NH4OH调节pH为2~3(精密pH试纸指示),加入5mL磷酸三丁酯-二甲苯溶液充分振荡5min,静置分层后,弃去水相。用5mL400g/LNH4NO3溶液洗涤有机相二次,每次振荡2min,弃去水相。加2.00mL0.02g/L铀试剂Ⅲ溶液,振荡3min,静置分层后,将下层水相全部或定量分取部分,按校准曲线制样同样方式用NaF或混合熔剂烧制熔珠或熔片,并在光电荧光光度计上测定荧光强度,在校准曲线上查得铀量。
2)三正辛基氧膦萃取。取100mL(视铀含量而定)水样放入150mL分液漏斗内,加入7mLHNO3和0.5mL混合掩蔽剂溶液,摇匀,加入1.00mL0.1mol/L三正辛基氧膦-环己烷溶液。充分振荡5min,静置分层后,弃去水相,定量分取有机相部分,按校准曲线制样同样方式用NaF或混合熔剂烧制熔珠或熔片,并在光电荧光光度计上测定荧光强度,在校准曲线上查得铀量。
按下式计算水样中铀的含量:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:ρ(U)为水样中铀的质量浓度,μg/L;A为从校准曲线上查得样品熔珠或熔片的铀量,μg;A0为方法本底铀量,μg;V1为反萃取(或萃取)液总体积,mL;V2为用于测定的反萃取(或萃取)液体积,mL;V0为分析用水样体积,L;R为全程回收率,%。
注意事项
1)含氟较高的水样,加1mL饱和Al(NO3)3溶液,以消除氟的干扰。
2)固体荧光法中,当水样中铀含量大于0.1μg/L时,可用1.00mL20%磷酸三丁酯-二甲苯溶液萃取后,直接取0.050mL20%磷酸三丁酯-二甲苯溶液滴在NaF片上烧制熔珠。
3)固体荧光法中,磷酸三丁酯的稀释剂可用煤油、甲苯、二甲苯中任意一种。
4)用400g/LNH4NO3溶液洗涤有机相时,如含铁量太高,不易洗至无色,可采用加400g/LNH4NO3-50g/L抗坏血酸混合溶液洗涤。