乙异羟肟酸对Fe(Ⅲ)与羟胺反应动力学的影响

2016-09-09石四维郑卫芳晏太红吕洪彬朱冬冬

核化学与放射化学 2016年4期

关键词：影响

石四维，左　臣，郑卫芳，晏太红，吕洪彬，刘　方，朱冬冬

中国原子能科学研究院放射化学研究所，北京　102413

乙异羟肟酸对Fe(Ⅲ)与羟胺反应动力学的影响

石四维，左臣，郑卫芳*，晏太红，吕洪彬，刘方，朱冬冬

中国原子能科学研究院放射化学研究所，北京102413

采用分光光度法，对硝酸体系中羟胺(HAN)还原Fe(Ⅲ)的动力学进行了研究，得出了反应速率方程为-dc(Fe(Ⅲ))/dt=k·c0.56(Fe(Ⅲ))·c0.88(HAN)，表观速率常数k=-(4.08±0.15)×10-4(mol/L)-0.44·s-1；并研究了乙异羟肟酸(AHA)与Fe(Ⅲ)络合对该氧化还原反应的影响，结果显示，反应速率方程变为-dc(Fe(Ⅲ))/dt=-(2.83×10-4-536c3(AHA))·c0.76(Fe(Ⅲ))·c0.60(HAN)，反应速率常数随AHA浓度增大而降低，且与AHA浓度的3次方成线性关系，Fe(Ⅲ)浓度对反应速率影响增大，而HAN浓度对反应速率影响减小。

Fe(Ⅲ)；羟胺；乙异羟肟酸；络合；氧化还原反应

-dc(Fe(Ⅲ))/dt=k·c0.56(Fe(Ⅲ))·c0.88(HAN)

The apparent rate constant is -(4.08±0.15)×10-4(mol/L)-0.44·s-1. The effects of acethydroxamic acid on the reaction were also studied. The apparent rate equation is converted into:

-dc(Fe(Ⅲ))/dt=-(2.83×10-4-536c3(AHA))·c0.76(Fe(Ⅲ))·c0.60(HAN)

The apparent rate constant decreases with the increase of the concentration of AHA and is linearly related to the cubic of the concentration of AHA. The effect of the concentration of Fe(Ⅲ) on the apparent rate increases, while that of the concentration of HAN decreases.

羟胺(HAN)是在核燃料后处理流程中应用广泛的还原剂[1]，其主要作用是将易被TBP萃取剂萃取的Pu(Ⅳ)还原为不易被萃取的Pu(Ⅲ)，实现铀、钚的分离以及后续钚的净化与浓缩。但在实际后处理过程中，由于酸对设备的腐蚀，料液中会含有少量的Fe3+。Fe3+将会与羟胺发生氧化还原反应。Bengtsson[2]研究了高氯酸体系中无催化和使用Cu(Ⅱ)催化剂时HAN还原Fe3+的动力学。Vittal[3]研究了1,10-菲罗啉与Fe3+络合后与HAN反应的动力学，并推测了其反应机理。