Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)
1. szám - Upor Endre–Novák Győző–Nagy Gyula: Víz urántartalmának meghatározása Na-dietilditiokarbamáttal
Hidrológiai Közlöny 1959. 2. sz. 76 VÍZKÉMIA Víz urántartalmának meghatározása Na-dietilditiokarbamáttal UPOR ENDRE, NOVAK GYŐZŐ, NAGY GYULA A viszonylag nagyobb urántartalmú vizek urántartalmának meghatározására korábban már dolgoztunk ki módszert [1], amely az uránnak hidroxidos lecsapásán, majd a csapadék salétromsavas oldása utáni éteres extrakcióján és morinos fotometriáján alapul. A módszer a megkívánt pontossági követelményeket kielégíti. Sorozatvizsgálatokra eredményesen alkalmaztuk ; hátránya azonban a tűzveszélyes és drága éter használata, ezenkívül viszonylagos hosszadalmassága. Ezért olyan módszer kidolgozására gondoltunk, amellyel az éteres extrakció kikerülhető. Alkalmasnak és egyszerűnek bizonyult erre a célra az az elválasztási módszer, amelyet kőzetek urántartalmának meghatározásánál dolgoztunk ki [2], Ennek lényege az, hogy hidroxidcsapadékból forró nátriumkarbonát oldattal az urán mennyiségileg kioldható abban az esetben, ha a csapadék Th (OH)4-t is tartalmaz. Mivel az így nyert oldat tóriumot és kevés alumíniumot is tartalmaz, s minthogy ezek a morinos uránmeghatározást zavarják, a morin helyett más kémszert kellett keresnünk. A szovjet szakirodalomban ismertetett hidrogénperoxidos módszer [3] nem eléggé érzékeny, az o-oxi-azo-arzonsavat pedig az alumínium zavarja. A közismert kolorimetriás uránreagensek közül [4] a Na-dietilditiokarbamátot választottuk ki. Ennek reakcióját csak a Bi, Cd, Co, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni zavarja, s ezek részben nincsenek, vagy csak kis mennyiségben vannak jelen a vízben, másrészt a zavarás az alkalmazott elválasztással elkerülhető. Az említett elemek közül gyakorlatilag a vas és a mangán (a víz szerves sz ennyezéseinek elroncsolására hozzáadott KMn0 4ből) zavaró hatásával kellene számolni. A nátriumkarbonátos elválasztásnál mindössze 10—20 y vas marad az urán mellett, amely a később adagolt komplexon III-mal álcázható. A mangán egyrészt a hidroxidos elválasztásnál oldatban marad, mint Mn07, másrészt mint oldhatatlan Mn0 2 kiválik. Mivel az alumínium nem zavar, mód nyílik arra is, hogy a hidroxidos lecsapásnál kollektorként nem Fe (OH) 3-t, hanem A1 (OH) 3-t alkalmazzunk. Ennek az az előnye, hogy míg vasból 100 mg szükséges a kevés urán mennyiségi leválasztásához, vizsgálataink szerint alumíniumból 5 mg is elegendő. így a hidroxidcsapadék csekély menynyisége mellett kielégítő a kőzetelemzésnél alkalmazott 100 ml nátriumkarbonát oldat helyett 50 ml-rel való leoldás. Az UO++ ion 2,5—7,0 pH mellett Na-dietilditiokarbamáttal U0 2 (SzNC 3-H 1 0) 2 összetételű narancssárga színű komplex vegyületet létesít [5], melynek 4600—4900 Á fényhullámhosszon 6,6— 6,8 pH-nál van maximális extinkciója. A komplex ilyen pH-jú közegből CHCl 3-ba kirázható és fotometrálható. Vizsgálataink szerint a pH biztosítására bórsavas puffer mutatkozott alkalmasnak, míg a kevés zavaró Fe + + + hatástalanítására komplexon III. A kb. 50 ml térfogatú vizes oldatból való kirázásra 2x5 ml CHC1 3 elegendőnek bizonyult. Az oldat 400 y U/10 ml koncentrációig követi a Lambert—Beer törvényt. A módszer leírása Szükséges kémszerek : KMnO, p. a. 0,1 n NHjOH p. a. cc., karbonátmentes Na 2C0 3 p. a. 5%-os ThCl 4 p. a. 6,45 g/l (= 4 mg Th/ml) A1 2(S0 4) 3 1%-OS (1,6 mg Al/ml) NH 4OH-dal lúgosított (NH 4) 2S0 4 p. a. 0,1%-os HC1 p. a. 1:1 hígítású HC1 p. a. 1:5 hígítású metilnarancs 0,1%-os bórsavas puffer 6,8 pH (1. 0,1 n HC1 és 2. 12,4 g bórsav -f 100 ml n NaOH 1 literben 1 : 1 arányú elegye). komplexon III. p. a. Na-dietildítiokarbamát p. a. 2%-os CHC1 3 p. a. 2,11 g U0,(N0 3) 2.6 H 20 1 literben; standard U-oldat ebből készítve 10-szeres hígítással (= 100 XJ/ml) Az elemzés menete A várható urántartalomtól függően bemérünk legfeljebb 500 ml vizsgálandó vízmintát, 1—5 ml cc. HCl-dal megsavanyítjuk és 10 ml. 0,1 n KMn0 4 hozzáadása után forralni kezdjük. A forralást 1 óra hosszat folytatjuk a víz szerves szenynyezéseinek elroncsolása végett. Ha időközben a KMn0 4 elszíntelenedik, utánapótoljuk. Humuszanyagokkal erősen szennyezett vizek esetében a forralást esetleg hosszabb ideig is folytatjuk, ameddig a pótlásként hozzáadott KMnŐj színe maradandó nem lesz. Ezután hozzáadunk 3 ml A1 2(S04) 3 és 5 ml ThCl t oldatot, majd karbonátmentes NH (OH fölöslegével a hidroxidokat lecsapjuk. A kevés Al(OH) 3 és Th(OH)i kollektorként szerepel, s az (NH 4) 2U 20 7 is mennyiségileg leválik. 10—15 perc állás után a hidroxidokat a kivált barnakővel együtt leszűrjük és 6—8-szor átmossuk forró 0,1 %-os(NIIi) 2SOi oldattal. Természetesen törekedni kell arra, hogy a csapadékot minél kisebb térfogatra mossuk össze. A csapadékot rövid ideig tartó szikkadás után 50 ml forró 5%-os nátriumkarbonát oldattal kis részletekben átmossuk az urán kioldása céljából; a szüredéket 50 ml-es mérőlombikban fogjuk fel, hogy az utánakövetkező pH-beállítást sorozatmunka esetén megkönnyítsük. Az oldatból 10 ml-t kiveszünk és metilnarancs indikátor mellett 1 : 5 hígítású HCl-dal megtitráljuk. A maradék 40 ml-t, (illetve a sorozat többi tagjánál az eredeti 50 ml-t) főzőpohárba öntjük, hozzáadjuk a közelítő semlegesí-
