Материал: Практикум по Радиохимии

Задание 2. Приготовление титрованного раствора иттрия и определение титра по оксалату иттрия

Выполнение работы:

1. Рассчитать количество соли Y(NO₃)₃·6H₂O или YCl·6Н₂О (указывается преподавателем) стабильного иттрия, необхо­димое для приготовления 25 см³ раствора носителя с содержанием иттрия 25 мг/ см³ в расчете на оксалат иттрия.

Пример расчета. Рассчитать массу соли стабильного изотопа хлорида иттрия шестиводного (YCl₃·6H₂O), необходимого для приготовления 50 см³ раствора носителя с содержанием (титром) иттрия 30 мг/ см³ в расчете на оксалат иттрия – Y₂(C₂O₄)₃.

Молярная масса оксалата иттрия М(Y₂(C₂O₄)₃)=89×2+(12×2+16×4)×3 = 442 г/моль), хлорида иттрия шестиводного М(YCl₃·6H₂O)=(89+35,4×3+6×(1×2+16)=267,8 г/моль.

На первом этапе определяем массу металлического иттрия в 30 мг (0,03 г) оксалата иттрия по пропорци):

в 442 г Y₂(C₂O₄)₃ содержится 89×2 г Y,

а, в 0,03 г — х г

откуда х = (89×2×0,03):442=0,012 г.

Далее, по пропорции, определяем, в какой массе хлорида иттрия шестиводного, содержится 0,012 г Y:

в 268 г YCl₃·6H₂O содержится 89 г Y

в х г — 0,012 г Y

откуда х = (0,012×268):89=0,036 г, т.е. 30 мг/ см³ оксалата иттрия соответствует 36 мг хлорида иттрия шестиводного (в них содержится одинаковое количество иттрия).

Тогда, для приготовления 50 см³ раствора носителя требуется соли стабильного иттрия – хлорида иттрия шестиводного 50 см³×0,036 г/ см³ = 1,8 г.

2. На аналитических весах взвесить вычисленную массу нит­рата или хлорида иттрия поместить навеску в мерную колбу объемом 25 см³.

3. Растворить навеску в небольшом количестве 2 н. НNО₃ или НС1 соответственно. Объем раствора довести до метки дистилли­рованной водой и перемешать.

4. Для установления титра отобрать и внести в 3 ста­кана объемом по 100 см³ каждый по 1 см³ приготовленного раствора.

5. В каждый стакан прилить 25-30 см³ дистиллированной воды и нагреть до температуры 60-70 °С.

6. В каждый стакан добавить по 10 см³ насыщенного раствора щавелевой кислоты и, приливая по каплям аммиак, довести рН со­держимого до 1,5. В осадок выпадает оксалат иттрия. Некоторое время дать растворам отстояться для формирования осадков оксалатов.

7. Проверить полноту осаждения оксалата иттрия, прибавляя по каплям насыщенный раствор щавелевой кислоты. Если при этом не отмечается помутнения в просветленной части раствора, то осаждение оксалатов считается полным, а если образуется помут­нение, то осаждение неполное и необходимо добавить насыщенно­го раствора щавелевой кислоты.

8. Растворы оставить на 5-6 часов для более полного выпадения осадка (можно оставить растворы на ночь, закончив титрование на следующий день).

9. После отстаивания и охлаждения осадки отфильтровать че­рез предварительно высушенные и взвешенные бумажные фильтры "синяя лента", перенося полностью осадок на фильтр. Смыть остатки осадка со стенок стакана можно фильтратом.

11. На мерной колбе с приготовленным раствором записать титр раствора и дату его приготовления.

Пример расчета. При взвешивании на аналитических весах пустых тиглей после прокаливания и охлаждения в эксикаторе установлено, что их постоянная масса соответственно составляла 9,2741 (№1), 8,5460 (№2) и 8,3752 (№3) г. Масса тигля №1 с озоленнными и прокаленными осадками после охлаждения в эксикаторе составила 9,3283 г, тигля №2 – 8,5986 г, тигля №3 – 8,4271 г. Отсюда масса осадков без тиглей соответственно была равной 0,0542, 0,0526 и 0,0519 г и в среднем составляла 0,0529 г (0,0542+0,0526+0,0519):3=0,0529 г). Следовательно, в 1 см³ раствора содержится 0,0529 г сульфата стронция (SrSО₄) или 0,0236 г металлического стронция (0,0529× 0,447=0,0236 г).

10. Фильтры с осадками высушить в сушильном шкафу при t= 140°С до постоянной массы и взвесить. Среднее из полученных значений массы осадков есть титр раствора по оксалату иттрия.

11. На мерной колбе с приготовленным раствором носителя записать значение титра и дату приготовления раствора.

Пример расчета. Взвешивание на аналитических весах показало, что масса первого фильтра, подсушенного в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре 80-100 ^оС, составляла 0,5094 г, второго – 0,4964 г и третьего – 0,4869 г. После выполнения пунктов 4-10 данного задания постоянная масса фильтров с осадками после охлаждения в эксикаторе установленная проведением их взвешивания на аналитических весах, была равной соответственно 0,5340, 0,5234 и 0,5125 г. Таким образом, масса первого осадка на фильтре после высушивания составила 0,0246 г (0,5340-0,5094=0,0246 г), второго – 0,027 г (05234-0,4964=0,027 г) и третьего – 0,0256 г (0,5125-0,4869=0,0256 г). Титр раствора по оксалату иттрия определяется как среднее из полученных значений массы осадков на фильтрах и составляет в данном примере (0,0246+0,027+0,0256):3=0,0257 г/ см³.

Задание 3. Приготовление титрованного раствора стабильного цезия и определение его титра

1. Определение титра раствора по сурьмяно-йодиду цезия

Выполнение работы:

1. На аналитических весах взвесить 2,83 г хлорида цезия (CsCl) или 3,27 г нитрата цезия (CsNO₃) после их предварительного подсушивания в сушильном шкафу при температуре 110-120 ^оС и поместить навеску в мерную колбу на 100 см³.

2. Растворить навеску в небольшом объеме 1н. раствора со­ляной кислоты и довести объем до метки дистиллированной во­дой. Закрыть колбу пробкой и раствор тщательно перемешать и отфильтровать.

3. Для определения титра носителя в четыре химических стакана объемом по 50 см³ внести по 2 см³ фильтрованного раствора и по 20см³ 3н. соляной кислоты и охлаждить в ледяной бане. Если для приготовления титрованного раствора использован нитрат цезия, отобранные 2 мл носителя, предварительно осторожно упаривают досуха.

4. В каждый стакан с раствором хлорида цезия прибавить по 3 см³ свежеприготовленного насыщенного водного раствора йодида аммония (NH₄I) и по 0,3 см³ насыщенного раствора хлорида сурьмы (SbCl₃) в ледяной уксусной кислоте. Внесение хлорида сурьмы проводится при постоянном перемешивании раствора (с трением стеклянной палочки о стен­ки стаканов) до выпадения осадка.

5. Образовавшимся осадкам дать отстояться в течение 1-2 часов и затем перенести на предварительно высушенные до постоянной массы при температуре 90 ^оС стеклянные^* фильтры №3 и №4 (допускается фильтрование через предварительно высушенные до постоянной массы бумажные фильтры).

6. Осадки на фильтрах промыть ледяной уксусной кис­лотой порциями по 3-5 см³ до исчезновения желтой окраски в промывном растворе, высушить в сушильном шкафу при температуре 90 °С до постоянной массы.

7. Фильтры с осадками охладить в эксикаторе, взвесить на ана­литических весах и высчитать чистую массу каждого осадка. Среднее из четырех полученных значений и будет показателем титра (мг/ см³) по весовой форме сурьмяно-йодида цезия (Cs₃Sb₂I₉).

^*Стеклянный фильтр №3 (диаметр пор 20-40 мк) применяется для препаративных работ с тонкими осадками; аналитических работ со средними осадками; при экстрагировании мелкозернистых материалов.

^*Стеклянный фильтр №4 (диаметр пор 10-20 мк) применяется для препаративных и аналитических работ с очень тонкими осадками.

2. Определение титра раствора по висмут-иодиду цезия

1. На аналитических весах взвесить 3,8 г хлорида цезия (CsCl) или 4,4 г нитрата цезия (CsNO₃), навеску поместить в мерную колбу на 100см³.

2. Растворить навеску в небольшом объеме 2 н. соляной или азотной кислоты и долить до метки дистиллированной водой. За­крыть колбу пробкой и раствор тщательно перемешать.

3. Для определения титра раствора по висмут-йодиду цезия в три химических стакана объемом по 50 см³ внести по 1 см³ при­готовленного раствора.

4. В каждый стакан добавить по 2 см³ ледяной уксусной кис­лоты, нагреть до 50-70 °С и осадить висмут-йодид цезия путем до­бавления по каплям осадителя – раствора йодида висмута (BiI₃) в количестве 1см³.

5. Стаканы с выпавшим осадком висмут-йодида цезия (Cs₃Bi₂I₉) выдержать на кипящей водяной бане 30-40 мин, охладить и дать отстояться.

6. Затем осадок отфильтровать через предварительно высушен­ные и взвешенные фильтры "синяя лента".

7. Осадки на фильтрах высушить в сушильном шкафу при тем­пературе 140-150 °С до постоянной массы и взвесить.

8. Среднее из полученных значений массы осадков принимают за титр раствора по висмут-йодиду цезия, который указывает ко­личество миллиграммов висмут-йодида цезия в 1 см³ раствора. Титр раствора и дату его приготовления записать на колбе.