Исследование состояния уранофосфатов и ураноарсенатов одно-, двух- и трехвалентных элементов в гетерогенных водно-солевых системах

• Автор: Пыхова, Юлия Павловна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Введение
Глава I. Слоистые соединения урана ряда ЛкВУикпН Ву Р, Аб АкЫ, На, К, ЛЬ, Сб, ИН, , Са, Бг, Ва, Мп, Со, 1, Си, Сс1, РЬ, У, ЬаЬи Обзор литературы

1.1.1. Общая характеристика исследуемых соединений

1.1.2. Способы синтеза соединений АкВУ1ЮбкпН.

1.1.3. Строение соединений АкВуиОбкпН

1.1.4. Физикохимические свойства АкВУи0бкпН.

1.2. Состояние соединений ряда АкВУикпН в водных растворах

Глава II Аппаратура, реактивы, методы синтеза и исследования соединений АкВУикпН

2.1. Используемые реактивы.

2.2. Методы получения исследуемых соединений.

2.2.1. Синтез уранофосфорной и ураномышьяковой кислот.

2.2.2. Синтез соединений состава АкВу1ЮбкпН Лк Ы, , К, Шэ, Сб, 1, Са, вг, Ва,
2.2.3. Синтез соединений состава АкВУи0бкпН Ак , Мп, Со, 1, Си, , Сс1, РЬ, У, ЬаЬи.
2.3. Определение растворимости соединений АкВУ1ЮбкпН в водных растворах АкВУи0бкпН
2.4. Методы исследования и анализа соединений АкВУи0бкпН
2.4.1. Рентгенофлуоресцентная спектроскопия.
2.4.2. Рентгенография.
2.4.3. ИКспектроскопия.
2.4.5. Потенциометрия.
2.4.6. Фотометрия.
2.4.6.1. Методика определения урана VI в водных растворах.
2.4.6.2. Методики определения фосфора V и мышьяка V
в водных растворах
2.4.6.3. Определение щелочных, щелочноземельных, с1 и переходных
элементов в водных растворах
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1 Особенностей формирования структуры соединений с общей формулой АкВуикпН, где Ак элементы широкого спектра степеней окисления, ВУ фосфор и мышьяк
3.2 Аналитический аспект исследования гетерогенных равновесий
в водных растворах соединений АкВУи0бкпН.
3.2.1 Определение урана VI.
3.2.2 Определение фосфора V и мышьяка V в водных растворах.
3.2.3 Определение элемента Ак в водных растворах.
3.2.3.1 Определение щелочноземельных элементов и урана VI в водных растворах
3.2.3.2 Определение лантаноидов в водных растворах
3.3. Исследование состояния соединений ряда АлВУи0бкпН в гетерогенных водносолевых системах
3.3.1. Уранофосфаты и ураноарсенаты щелочных и щелочноземельных элементов.
3.3.2. Уранофосфаты и ураноарсенаты б и переходных элементов
3.4. Исследование продуктов конверсии соединений АкВУикпН
3.4.1 Уранофосфорная и ураномышьяковая кислота
состава НВуи4Н.
3.4.2 Фосфаты и арсенаты уранила
3.4.3 Гидратированные оксиды урана VI.
3.4.4 Диуранат натрия.
3.5. Количественные закономерности процессов растворения уранофосфатов и ураноарсенатов
3.5.1. Расчет констант равновесия гетерогенных реакций растворения АкВу1Ю6кпН.
3.5.2. Расчет термодинамических функций Гиббса образования соединений АкВуикпН
3.6. Моделирование процессов растворения соединений ряда АкВУ1Ю6кпН в водных растворах
3.6.1. Физикохимическое описание равновесий в гетерогенных системах АкВуи0бкпНСГ водный раствор
3.6.2. Прогнозирование влияния различных факторов на состояние соединений в водных растворах.
Заключение
Выводы.
Список библиографических источников
Приложение.
Введение
Актуальность


Аналогичные соединения стронция так же в природе не обнаружены. Возможно, этим можно объяснить весьма ограниченное число публикаций посвященных свойствам этих соединений. Таблица 1. Салеит 6. Интенсивное изучение физикохимических свойств соединений ряда АкВУиОбкп1ЬО началось в х годах XX столетия. Появилось множество публикаций, касающихся различных методик получения уранофосфатов 6, , , , , 1 и ураноарсенатов 5, , , 0, 1 щелочных и щелочноземельных элементов. В прикладном плане это было связано в основном с необходимостью понимания генезиса урановых месторождений и поиска оптимальных технологий регенерации и хранения ядерного топлива 2, 3. Значительную роль сыграло также развитие в тот период рентгеновских методов исследования кристаллических тел, что позволило охарактеризовать данные минералы, как соединения со слоистым типом структуры. Более поздние работы ге годы XX века и далее были связаны с сохраняющимся фундаментальным интересом к этим соединениям 8, , , , , , с обнаружением у представителей ряда v полезных оптических и электрофизических свойств 8, . Различными исследователями была отмечена высокая протонная проводимость уранофосфорной кислоты 8, равная 0. Ом1 см1 при С. Она оказалась выше, чем у известных в то время твердых протонпроводящих материалов. В начале XXI века работы по изучению соединений были направлены на получение индивидуальных фаз производных бпереходных , 1, 8 и редкоземельных элементов , изучение их физикохимических свойств. Данный аспект исследований носит фундаментальных характер, и помогает установить общие закономерности во всем ряду исследуемых соединений. При изучении растворимости соединений целесообразно в качестве исходной твердой фазы использовать синтетические аналоги природных минералов. В этой связи в данном разделе обсуждаются возможные способы синтеза соединений АкВУиОбкпН. Ввиду близости химических и стерсохимических свойств уранопроизводных фосфора и мышьяка, большинство исследователей использовали для их получения в целом аналогичные методики. Самый распространенный и практичный метод синтеза урановых соединений это осаждение из раствора. Данный метод основан на осаждении соединения из раствора но реакции 1. Ак Ш2 кВУ3 пН АкВу1Ю6к пНсг. Метод синтеза осаждением из раствора является универсальным методом получения широкого круга рассматриваемых соединений. Одним из важнейших условий проведения синтеза является необходимость соблюдения фиксированного соотношения начальных реактивов и условий осаждения. Это необходимо для предотвращения образования в этой системе побочных соединений, например, таких как фосфат и арсенат уранила. Однако этот метод имеет свои недостатки. Степень кристалличности получаемых по нему образцов существенно зависит от условий осаждения, главным образом температуры, вида катиона и пятивалентного элемента . Принципиальный момент состоит также в том что, как правило, полученные этим методом образцы, часто не являются индивидуальными соединениями, поскольку образуются твердые растворы нескольких кристаллогидратов , 0. Второй по распространению, но не по значимости, это метод синтеза ионным обменом . В нем используются катионообменные свойства соединений Ыи0б4Н и реакцию, лежащую в его основе, можно, например, представить уравнением следующего вида кНВуШб4Нсг Ак п4кН,0 АкВУик пНсг к Г. Некоторым неудобством данного метода синтеза является его многостадийность. Для проведения такого синтеза вначале получают исходную кристаллическую матрицу уранофосфорную или ураномышьяковую кислоту, затем ее заливают раствором соли металла и выдерживают некоторое время. Ввиду того, что подобный способ синтеза осуществляется в кислой среде, в статических условиях он не всегда приводит к получению индивидуального соединения. Очевидно, что полностью сместить равновесие вправо можно введением в реакционную среду раствора гидроксида соответствующего элемента, что показано на примере реакции 1. Это позволяет более полно провести обмен и получить требуемое соединение в чистом виде. НВ,и4Нсг Ак кОНГ п4кН АкВуиОк пНсг.