放射性同位素中放射性杂质的清除

放射性同位素中放射性杂质的清除
一实验目的通过实验让学生掌握一两种放射性同位素中杂质的除去方法，深入理解放射性实验中杂质对实验结果的影响，以及极微量实验中物质的操作方法。

二实验内容
学生自主实验，要求学生从以下三个题目中，任选两个题目，查阅文献，给出实验方案，方案中要求列出所用仪器与药品，要求给出操作流程及操作步骤，要求回答出后面的问题与讨论。

1．89Sr中140Ba的清除并证明其纯度。

2．65Zn中115Cd的清除并证明其纯度。

3．115Cd中110Ag和114In的清除并证明其纯度
选做实验1和2
三仪器与药品
实验1.BaO标准溶液，硫酸亚铁铵标准溶液（0.05N），铬酸钾溶液，10%水溶液，硫酸—磷酸混合酸，二苯胺磺酸钠，0.5%水溶液。

实验2.EDTA标准溶液，KI溶液，邻菲哕啉，高氯酸钠， 1，2一二氯乙烷萃取剂，丙醇和异丙醇萃取溶剂剂，铜试剂(DDTC)， 2一(十二烷基苯磺酰胺)噻唑，2一(十二烷基苯磺酰胺)苯并噻唑等。

四操作流程及操作步骤
实验一.
(1)重量法：在含锶，钡的近中性溶液（BaO大于30mg,溶液体积为100ml，10mgBaO为50ml）中加入5克氯化铵和15-20毫升1N醋酸，加热至沸，在不断搅拌下滴加10ml 10%的铬酸钾沉淀剂，微沸半小时，在沙浴上陈化4小时或放置过夜，用玻璃坩埚过滤，用冷水洗至无Cl-，于170度下干燥2小时，称量式：BaCrO4。

BaO/BaCrO4=0.6053。

(2) 容量法：按上述条件得到的沉淀，用致密滤纸过滤，用冷水洗至滤纸无
黄色（CrO4-），约用200ml水，用热水将沉淀吹入原烧杯中，用1：3的热盐酸溶解滤纸上剩余的沉淀于有沉淀的烧杯中，以热水洗涤滤纸为无色。

将沉淀加热溶解。

加硫磷混合酸10ml，稀释体积至~150ml，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至由黄色变为黄绿色，加二苯铵磺酸指示剂5滴，继续滴定至紫色褪去为终点。

同时作空白。

氧化钡的克当量为0.05111克。

实验二.
（1）中性络合萃取体系分离法
采用干扰元素氨分离方法，向滤液中加入一定量过量的EDTA标准溶液，使zn2 、Cd2全部与EDTA络合并过量，用zn 盐返滴过量的EDTA，测出zn、Cd含量，用KI 置换出EDTA—CA中的EDTA，并用Zn2 盐滴定，测得Cd含量，从Zn、Cd含量中减去Cd量即得Zn量。

Zn、Cd的加入回收率均在99％以上。

海水中的铜锌铅镉经氯仿乙酸丁酯萃取和硝酸反萃取得以与基体同时分离、用原子吸收光谱法分别测定反萃取液中的这四种金属，具有较低的检出限和较好的回收率，对海水测定可获较满意的结果。

研究了以乙基黄原酸钾作为金属分离的溶剂萃取斌剂与铅和镉反应生成白色络合物，该络合物在水相溶液(pH4～1O)中能定量地萃人甲基异丁基甲酮(MIBK)中。

它们的回收率分别为97％～103％和96％～101％，本法可测定0．000x％～0．0X1~)Pb，0．0000x％-0．0x％ CA，实现与常见离子的分离。

采用中性络合萃取体系分离方法，分析快速准确，但由于需要反萃取而致操作繁琐。

（2）酸性络合(或螯合)萃取体系分离法
选择pH为6．0-6．5，使用新型萃取剂仲辛基苯氧乙酸(CA一12)的皂化以及从盐酸介质中萃取zn(Ⅱ)，水相中的zn(Ⅱ)几乎被定量萃取，实现了锌镉的分离。

以邻菲哕啉为金属螯合剂、高氯酸钠为配体，在一定酸度下以1，2一二氯乙烷为萃取剂，利用火焰原子吸收光谱法测定指甲中的Cu、zn、Fe、Cd，回收率在93％～106％之间。

而且在TritonX一100存在下，采用锌和镉与2一(5一溴一2一吡啶偶氮)一5一二乙氨基苯酚(5一Br—PADAP)可生成紫红色络合物，利用铜试剂(DDTC)分解镉络合物而褪色。

锌的络合物不被分解，借此差减法实现了锌和镉的连续测定 ]。

同样提出在使用5一Br—PADAP和乳化剂OP存在下，把掩蔽法和一阶导数光
度法相结合，提出了不经分离同时测定锌、镉、钴的新方法。

方法准确、可靠、简便，结果令人满意。

(3)离子缔合萃取体系分离法
目前应用高分子胺萃取分离锌和镉的报道很多。

郭航鸣应用优良的N5o3酰胺类萃取剂，从氯化物体系萃取镉镍，镉的萃取率达99．3％，反萃取率达99．6％。

但相分离较为困难。

所以现在应用较多的是：使用无毒溶剂在硫酸铵存在下分相，如乙醇与水分相过程中， (Ⅱ)与I一形成的CdIi一与质子化乙醇(C2|{5OH；)形成电中性缔合物( HsOHd)2 CdI1一被乙醇相完全萃取，能使cd(Ⅱ)从Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、 (Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、AI(Ⅲ)、Cr(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)的混合液中分离，其中乙醇既是萃取剂又是萃取溶剂。

同样丙醇和异丙醇作为萃取溶剂¨。

，¨]，分别调节溶液pH=1．0或I)H=4．0和pH=1～6，也能使Cd 从常见过渡元素Fe3 、Co2 、Ni 、Mn2 、Zn2 、Cr3 的混合液中分离出来。

但使用异丙醇不能实现Cd2 与Cr3 的分离。

(4) 协同萃取体系分离法
文献研究了2一(十二烷基苯磺酰胺)噻唑和2一(十二烷基苯磺酰胺)苯并噻唑在一定条件下能有效地萃取分离锌、镉。

高分子显色剂聚乙醇缩对甲酰基苯偶氮变色酸(简称PVA．FPNS)作萃取剂时，在吐温80一硫酸钠体系中，cu 、 i 可被吐温80完全萃取而cd 不被萃取，从而实现了Cu 、Ni 、Cd 的分离。

而且常见的离子不干扰，用PVA．FPNS作萃取剂时，不受萃取物电性的影响，表现出比FPNS更优越的萃取性能。

用二(2一乙基己基)二硫代磷酸一三辛胺萃体系进行了锌、镉分离的研究，测试结果表明：应用D2EHDTPA和TOA组成的协萃体系时，镉能从硫酸锌溶液中选择性萃取，也能很容易地从有机相中反萃下来，实现镉与锌的分离。

采用协同萃取可以节约成本，减少投资，对环境无污染，是今后锌、镉分离的发展方向。

五问题与讨论：
所选方案的原理是什么？要注意哪些防护问题？能不能给出其它方案，并简述之。

实验一所用的原理是根据锶钡共存时钡的测定已有报导，工作采用磺胺酸沉淀钡以分离锶的重量法及在PH10的氨性介质中用EDTA络合锶钡离子，以氯化
镁和硫酸铵释放和沉淀钡的方法。

前者只适用于高含量Ba（0.05-0.13g）的测定，锶允许存在的量小，后者由于锶的共沉淀也较大而使应用受到限制。

铬酸盐法分离锶和钡，碘量法测定钡的这一方法的缺点是要严格的控制溶液的PH在5.9+—0.3，允许锶存在的量也很小，分离效果不理想。

研究提出的在有大量NH4Cl 存在下的醋酸溶液中使BaO（大于30mg）沉淀的铬酸钡重量法。

当锶钡共存时，沉淀中仅有极少量的铬酸锶沉淀，对铬酸钡沉淀的重量用一修正值（扣除0.5mg）可使此结果更加的准确。

拟定出BaO:SrO=1:1,10mg以上BaO的重量和容量分析方法，此法用于铁矿石（含锶）中氧化钡的测定，得到了与硫酸钡重量法一致的结果。

需要注意沉淀时温度对锶，钡分离的影响，沉淀剂的用量对锶，钡分离的影响，氯化铵的加入，醋酸加入量对锶，钡分离的影响以及溶解沉淀的方法对滴定的影响。

在有Ba，La，89Sr+90Sr时，1萃取稀土元素后的料液通过阳离子交换柱，先用柠檬酸按在低PH下洗出La。

2然后在PH为4-6时分离Ba和89Sr+90Sr。

实验二用的方法都是溶剂萃取法，萃取法是分离金属离子常用的方法，该方法在有机化合物的分离富集中占有相当重要的地位。

统计资料表明在纯物质和超纯物质分析中，萃取法是重要的分离富集方法之一，约占各种分离富集方法的40％。

由于其设备简单，操作简易，选择性好，富集倍数较高等优点因而一直被广泛采用。

萃取法根据使用的萃取剂不同，可以将其分为多种。

这里依据萃取体系的不同可分为：简单分子萃取体系、中性络合萃取体系、酸性络合(或螯合)萃取体系、离子缔合萃取体系、协同萃取体系。

除了萃取法分离锌铬外，还有浮选分离法（离子浮选，泡沫浮选萃取法分离），液膜分离法，离子交换法（树脂分离法，壳聚糖分离富集法，泡沫塑料分离法）。

目前国内外锌镉的分离主要采用的方法还有化学沉淀法、金属置换法。