Влияние борной кислоты на физико-химическое состояние железа (III) в водных растворах

С использованием методов ионного обмена, ультрафильтрации и центрифугирования исследовано состояние железа (III) в концентрации ~ 1∙10^–5 моль/дм³ в водных растворах в присутствии борной кислоты в концентрации 5–20 г/дм³ в широком диапазоне рН. При помощи метода ионного обмена были установлены области существования ионных и неионных форм железа (III) в растворах с различным содержанием борной кислоты. Экспериментальные данные показали, что в присутствии борной кислоты происходит смещение рН начала коллоидообразования железа (III). При помощи методов ультрафильтрации и центрифугирования было установлено образование комплексных соединений железа (III) с полиборатными ионами в нейтральной – слабощелочной области рН. Также показано, что увеличение концентрации борной кислоты в растворе приводит к увеличению области существования предполагаемых комплексов. Выявленные особенности поведения железа (III) в растворах, содержащих борную кислоту, определяют возможность применения методов ионного обмена и мембранного разделения для очистки растворов. Информация о физико-химических свойствах металл-ионов позволит обеспечить оптимальные условия для очистки жидких радиоактивных отходов на различных объектах атомной промышленности.

1. Хвостова, М. С. Обращение с радиоактивными отходами на предприятиях атомной отрасли / М. С. Хвостова // Вестн. Рос. ун-та дружбы народов. Сер.: Экология и безопасность жизнедеятельности. – 2013. – № 1. – С. 97–106.

2. Муратов, О. Э. Методы переработки жидких радиоактивных отходов (аналитический обзор) / О. Э. Муратов, И. К. Степанов, С. М. Царева // Экология промышленного производства. – 2012. – № 3. – С. 30–43.

3. Поведение продуктов коррозии в первом контуре ЯЭУ с водным теплоносителем / Б. В. Гусев [и др.] // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 4, Физика. Химия. – 2012. – Вып. 4. – С. 110–118.

4. Влияние эксплуатационных и водно-химических параметров на отложения продуктов коррозии на тепловыделяющих сборках АЭС с ВВЭР / В. Г. Крицкий [и др.] // Теплоэнергетика. – 2011. – № 7. – С. 7–12.

5. Киров, В. С. Атомные электрические станции: учеб. пособие / В. С. Киров. – Одесса: ОНПУ, 2010. – 216 с.

6. Старик, И. Е. Основы радиохимии / И. Е. Старик. – М.: Наука, 1969. – 648 с.

7. Давыдов, Ю. П. Формы нахождения металл-ионов (радионуклидов) в растворах / Ю. П. Давыдов, Д. Ю. Давыдов. – Минск: Беларус. навука, 2011. – 301 с.

8. Перевощикова, Н. Б. К вопросу о гидролизе ионов железа (III) в водных растворах / Н. Б. Перевощикова, В. И. Корнев // Вестн. Удмурт. ун-та. Сер. Физика и химия. – 2006. – № 8. – С. 189–198.

9. Влияние коррекционной химической обработки теплоносителя первого контура и рабочих сред второго контура АЭС с ВВЭР, PWR на радиационную безопасность / Т. В. Мальцева [и др.] // Ядерна та радiацiйна безпека. – 2012. – № 4. – С. 37–43.

10. Kabay, N. Boron Separation Processes / N. Kabay, N. Hilal, M. Bryjak. – Elsevier Inc., 2015. – 390 p. https://doi.org/10.1016/C2013-0-09863-5

11. Complexation of nikel ions by boric acid or (poly)borates / A. Graff [et al.] // J. Solution Chem. – 2017. – Vol. 46. – P. 25–43. https://doi.org/10.1007/s10953-016-0555-x

12. Zinc (II)–Boron (III) Aqueous Complex Formation Between 25 and 70 °C // T. Raynaud [et al.] // J. Solution Chem. – 2024. – Vol. 53. – P. 1017–1036. https://doi.org/10.1007/s10953-023-01357-1

13. Формы нахождения радионуклида кобальта-60 в растворах борной кислоты / А. М. Зарубо [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. – 2020. – Т. 56, № 1. – С. 24–32. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2020-56-1-24-32

14. Karankova, V. Effect of boric acid on 106Ru radionuclide speciation in aqueous solution / V. Karankova, A. Radkevich, N. Varonik // J. Radioanal. Nucl. Chem. – 2023. – Vol. 332. – P. 4561–4566. https://doi.org/10.1007/s10967-023-09158-y

15. Руководство к практическим занятиям по радиохимии / под ред. Ан. Н. Несмеянова. – 2-е изд. перераб. – М.: Химия, 1980. – 584 с.

16. Charge Effects in the Fractionation of Natural Organics Using Ultrafiltration / A. I. Schafer [et al.] // Environ. Sci. Technol. – 2002. – Vol. 36, Iss. 12. – P. 2572–2580. https://doi.org/10.1021/es0016708

17. Beneš, P. Trace Chemistry of Aqueous Solutions: General Chemistry and Radiochemistry / P. Beneš, V. Majer. – Praga: Academia, 1980. – 100 p.