J.E.N. 138-DQ/l 42

Métodos de extracción con disolventes aplicadosal análisis químico del uranio. III. Estudio de la

extracción con disolvente inertespor

J, Vera Palomino, F. Palomares Delgado y J. C. Petrement Eguiluz

Madrid, 1964

Trabajo presentado en la Sesión Científica de laReal Sociedad Española de Física y Química, 6 noviembre 1961. ~

Toda correspondiencia en relación con este traba-jo debe dirigirse al Servicio de Documentación Biblio-teca y Publicaciones, Junta de Energía Nuclear, CiudadUniversitaria, Madrid-3, ESPAÑA.

Las solicitudes de ejemplares deben dirigirse aeste mismo Servicio.

Las publicaciones señaladas con la signatura / i pertenecen a la categoría a, "Memorias Científicas Originales"; las señaladas con la signatura /N pertenecen a lacategoría b, "Publicaciones Provisionales o Notas Iniciales"; y los señalados con las signaturas /C, /CM, /B,/Conf pertenecen a la categoría cs "Estudios Recapitulativos" de acuerdo con la recomendación GC(VIl)/RES/l50del OIEA, y la UNESCO/NS/l77.

Se-autoriza la reproducción de los resúmenes ana-líticos que aparecen en esta publicación.

Í N D I C E

Pág

1. INTRODUCCIÓN 1

2. PARTE EXPERIMENTAL 2

2. I Productos 2

2.2 Condiciones de extracción 2

2. 3 Método analítico utilizado 3

2. 4 Plan general de experiencias 3

3. RESULTADOS Y SU INTERPRETACIÓN 3

3. 1 Elección del agente salino 3

3. 2 Deducción de la ecuación que relaciona las distintas variables 4

3. 3 Comportamiento de los distintos disolventes empleados 9

3. 4 Selección del diluyente 13

4. AGRADECIMIENTO 14

5. BIBLIOGRAFÍA 15

MÉTODOS DE EXTRACCIÓN CON DISOLVENTES APLICADOS AL

ANÁLISIS QUÍMICO DEL URANIO. III. ESTUDIO DE LA

EXTRACCIÓN CON SOLUCIONES DE FOSFATO DE TRIBUTILO EN

BENCENO Y CICLOEXANO

Por

Vera Palomino, J. , Palomares Delgado, F. y Petrement Eguiluz , J. C. *

1 . INTRODUCCIÓN

En trabajos anteriores hemos estudiado, por métodos factoriales, la mar-cha de la extracción del uranio en medio acuoso, con soluciones de fosfatode tributilo en metilisobutilcetona (1) y en acetato de etilo (2), por variaciónde los niveles de acidez, concentración de agente salino en medio acuoso yconcentración de agente de extracción en medio orgánico, a temperatura con_stante.

Desde el punto de vista de la extracción del uranio, tanto la metilisobutil-cetona como el acetato de etilo, se comportan como disolventes activos, queen determinados intervalos de concentración del agente principal de extrac-ción, y principalmente para concentraciones bajas, refuerzan las propieda-des extractivas de éste.

Teniendo en cuenta el enfoque esencialmente analítico de nuestro trabajo,es interesante la realización de ensayos de extracción similares con disol-ventes inertes desde el punto de vista de la extracción del uranio, para obte-ner soluciones orgánicas cuya capacidad de extracción se deba exclusivamen_te a la presencia del agente de extracción empleado.

Las ventajas de este estudio se derivan del hecho de que la naturaleza deldisolvente contribuye también poderosamente, junto con la del agente extrac-tivo, a la mayor o menor selectividad de la extracción, hasta el punto de quelas impurezas que acompañan al uranio varian profundamente , tanto cualita-tiva como cuantitativamente, cuando, permaneciendo constante el agente deextracción, se utilizan distintos disolventes. Y los cambios, apreciables yaentre disolventes activos, con distintas funciones orgánicas en su molécula y

* División de Química

con valores apreciables del momento dipolar, son más acusados entre los di_solventes activos y los disolventes inertes, con momento dipolar desprecia-ble o nulo.

De esta manera la elección, como etapa previa, de un sistema de extrac-ción liquido-líquido para su aplicación a la determinación del uranio por unmétodo determinado, está condicionada a la naturaleza del reactivo emplea-do en cada caso y a la estabilidad de los complejos formados por dicho reac-tivo y los elementos que acompañan al uranio por el empleo de los distintosdisolventes.

En el presente trabajo estudiamos la extracción del uranio en escala.detrazas (1 a 25^ig/ml) empleando como agente de extracción el fosfato de tri-butilo y como disolventes el benceno y el cicloexano.

Como en los trabajos anteriores, el estudio se hará mediante ensayosfactoriales, por variación de la concentración de TBP en la fase orgánica yde agente salino en la acuosa, trabajando a acidez y temperatura constantes.

Como agentes salinos se ensayarán los nitratos de amonio, calcio y alu-minio.

Del análisis de los resultados obtenidos se deducirá una relación, E = f(c , n), entre el porcentaje de uranio extraído en un solo contacto y las con-centraciones de TBP y de agente salino en las fases respectivas, válida parala temperatura y la acidez a que se realiza la extracción y para el intervalode concentración de uranio señalado.

2. PARTE EXPERIMENTAL

2. 1 Productos

Fosfato de tributilo (TBP) Fluka , p.a.Cicloexano y benceno p.a.Nitratos de amonio, calcio y aluminio p.a. en forma de soluciones acuo-sas conteniendo 1 g de sal cristalizada por mi.Acido nítrico p.a.Hidróxido amónico p.a.

2. 2 Condiciones de extracción

Se emplearon 8 mi de fase acuosa.y 3 mi de fase orgánica, realizándosela extracción en tubos graduados de 20 mi, agitando en un aparato de extrac-ción durante 1 minuto, tiempo previamente determinado como suficiente paraalcanzar el equilibrio. La acidez de la fase acuosa fue en todos los casos 0,8N en ácido nítrico y la temperatura de 2 0 2C.

Todos los datos de extracción se refieren a un solo contacto y alcanzadosi equilibrio.

2. 3 Método analítico utilizado

Como método de control del uranio se utilizó la colorimetria con dibenzoilmetano (3), adaptándolo a las distintas condiciones experimentales requeridas.Las soluciones cuya concentración era inferior a 10 ug/ml se analizaron porel método espectrofotometrico.

2. 4 Plan general de experiencias

Se realizaron ensayos factoriales con los niveles de concentración de TBPen la fase orgánica y de agente salino en la fase acuosa que se indican en latabla 2. 1, para cada uno de los nitratos ensayados.

Los resultados obtenidos en la extracción con nitrato calcico como agentesalino han sido utilizados para la deducción de la relación E = f (c , n), queson análogos a los obtenidos con el nitrato de aluminio, y ambos superiores,desde el punto de vista cuantitativo, a los obtenidos con el nitrato amónico.

T A B L A 2. 1

Ensayos factoriales diseñados. Variables y niveles

Variable

Concentración de TBP enfase orgánica

g agente salino en fase acuosa

Acidez fase acuosa

Tempe ratura

n2 niveles

6

4

1

0

0

0

Valore

, 2, 5,

,. 2 , 3 y

,8 N

s de

10,

4 g

los

15 y

mismos

20 % (v/v)

20 e

3. RESULTADOS Y SU INTERPRETACIÓN

3. 1 Elección del agente salino

Tanto de la observación de la figura 3. 1, que representa el tanto por cien-to de uranio extraído en función de la concentración de TBP, como del análisisde la varianza realizado sobre todos los resultados obtenidos, se deduce quela mayor eficacia en la extracción corresponde al empleo de los nitratos decalcio y aluminio como agentes salinos y que la correspondiente al nitratoamónico es considerablemente menor en igualdad de las restantes condiciones.

Sin embargo también en este caso se llega a extracciones prácticamente cuantitativas en un solo contacto para niveles altos de las concentraciones de TBPy de nitrato amónico, por lo que la mayor eficacia de los dos primeros noexcluye el empleo del nitrato amónico , y en determinadas ocasiones estarájustificado por la presencia en la fase acuosa de aniones que precipitan enlos cationes aluminio y calcio.

En la figura 3. 1 se representan los resultados obtenidos en la extracciónde 200 ug de U3OO con soluciones orgánicas de distintas concentraciones deTBP en benceno y con distintas concentraciones de los nitratos de amonio(a), calcio (b) y aluminio (c) en la fase acuosa.

Los resultados obtenidos con el ciclohexano son casi idénticos a los obte-nidos con el benceno, y por ello no se han representado gráficamente.

3. 2 Deducción de la ecuación que relaciona las distintas variables

Como hemos indicado anteriormente, se han elegido los datos correspon-dientes al empleo del nitrato calcico para la deducción de la ecuación que re-laciona las distintas variables consideradas en la extracción. Esta ecuaciónes válida también para el empleo del nitrato de aluminio, ya que los resulta-dos son en este caso fundamentalmente análogos.

En las ecuaciones que siguen, E representa el tanto por ciento de uranioextraído , n el peso en gramos de nitrato calcico presente en la fase acuosay x una variable relacionada c^n el tanto por ciento de TBP en benceno, c,por la igualdad: x = c/2 - 1.

La familia de curvas de la figura 3. 1 , b responde a la ecuación

log E = log A + ax log B (3.1)

en las que a, A y B son constantes. En el plano log E, a , esta ecuaciónrepresenta una recta con pendiente igual a log B y ordenada en el origenigual a log A.

A partir de la figura 3. 1, b pueden obtenerse los datos de la tabla 3. 1,de modo análogo al descrito en trabajos anteriores (4).

Los valores de las constantes se deducen a partir de las siguientes igual-dades:

/ \ 1 /•? /

S l " S 2a = | I i o g A = - - [ b 1 I y

T A B LA 3. 1

Datos para el cálculo de constantes en la ecuación log E = log A ax log B

c =% TBP

0246

81012

141618

•y- —

c/2-1

01

2

345

678

n'log E

0,3981,0211,342

5 1 1 =2 ,761

1,5121,6281,686

S1 2= 4,826

1,7281,759

1,782S 1 3 = 5 ,269

=a

1,0 ,

0 ,

000

000

óX

000 .6 0 0

,360

S21 =

,216,129,078

S22 =

,046,028,017

S23 =

Valores

• • - - n =

log E

1,7241,9191,9645,607

1,9771,9831,9895,949

1,9911,9911,9955,977

• • d e

.'2 . . . :a x

1,0000,4360. 190

0,0830,0360,016

0,0070,0030,002

log E y ' •• • " " " • • T í :

l O £ E

1,8921,9931,995

S 3 1 = 5,880

1,9961,9971,998

S 3 2 - 5 , 9 9 1

1,9991,9992 , 0 0 0

S33 = 5,998

de

a

1,0

o,

0 ,o,o,

o,o,0 ,

; • • a x

X

000

, 398158

0630 2 50 1 0

0 0 40020 0 1

S 4 1

S 4 2

S 4 3

ñ'log E

1,9841,9971,998

= 5,979

1,9981,9981,999

= 5,997

1,9992 , 0 0 02 , 0 0 0

= 5,999

a x

1,0000,5970,356

0,2130,1270,076

0,0450,0270,016

Los subíndices hacen referencia al número de orden de los grupos de datostomados para el calculo.

De este modo se obtienen para las curvas de la figura 3.1, b los valoresde las constantes dados en la tabla 3. 2

T A B L A 3. 2

Valores de las constantes en la ecuación (3. 1)

Co nstante

log Alog B

a

n

1

- 1,0

= 0

,8034,60

n

1

- 00

C u= 2

,99,23,44

r v an

1- 0

0

= 3

,99,08,40

n =

2 ,

- o,0,

4

000160

El valor de log A es en todas las curvas prácticamente el mismo y muypróximo a 2, Si admitimos este valor común, obtenemos para las cuatroecuaciones correspondientes a valores de n respectivamente iguales a 0, 2,3 y 4 j las formas siguientes:

log E = 2 - 1,34 (0,60x)log E = 2 - 0,23 (0,44x)log E = 2 - 0,08 (0,40x)log E = 2 - 0,01 (0,60x)

Para poder representar todas las rectas en unos mismos ejes coordena-dos la base de dichas potencias deberá tener un valor común. El valor cal-culado para dicha base fue a = 0,40, con lo cual habrá que reajustar los va-lores de la ordenada en el origen y la pendiente en cada caso para obtener larelación:

logE = cC - £ (0,40x) (3.2)

En la figura 3,2 se representan los valores obtenidos para log E y 0,40x encada uno de los niveles de agente salino, y demuestran que la relación lineales bastante aceptable a excepción del nivel n = 0, con un valor común paratodas las ecuaciones de (X = 2.

De la figura 3. 2 se deduce:

Para n = 2 : 1 , 80 = 2 •• 0 , 80 í3

Para n = 3 : 1,93 = 2 0,80 PParan = 4 : 1,98 = 2 - 0,80 P

de cuyas ecuaciones se obtienen los valores de ¡3 dados en la tabla 3. 3.

T A B L A 3. 3

Valores de la ecuación (3. 2)

n

234

P

0 , 2 50,0 80 ,02

Podemos pues considerar el valor de p como una función de n. La repre-sentación de los datos experimentales es lineal cuando se toman como ordena-das los valores de log fi y como abscisas los de n, lo que demuestra una rela-ción del tipo:

logp =£,+ y n (3.3)

El calculo de las constantes ¿ y 7 conduce a

£.= 0,52 y 7 = - 0,56

que sustituidos en (3. 3), dan para P el valor

. 3,31£ =

3 , 6 3 n

co-n lo que la e x p r e s i ó n ( 3 . 2 ) se c o n v i e r t e en:log E = 2 : : . - - - (o ,4) c / 2 " x (3.4)

*5 / -. TI3,63

que para nivel de agente salino nos da una dependencia lineal entre el tantopor ciento de uranio extraído-, E , y la potencia 0,40 c / . En la figura 3.2se han representado las rectas deducidas de la ecuación (3.4), asi" como lospuntos correspondientes a los valores experimentales, que muestran buenaconcordancia excepto para n = 0.

Con objeto de obtener.las curvas-de igual extracción en el plano n, x, sehan calculado como etapa previa, los valores dados en la tabla 3. 4.

De la ecuación (3.4) se deduce que los valores 2 - A, 2 - B, etc. , son loscorrespondientes a log E para cada nivel de agente salino. En la tabla 3. 5 sehan calculado estos valores en función de los correspondientes de x y de n, yen la tabla 3. 6 se da el valor del cociente

3 ,31x 0,40x

F = ( 3 > 5 )

2 log Een función de los valores correspondientes de x y E.

T A B L A 3. 4

Batos para la representación en el plano n, x

n

01234

• 3 ,63 n

1,003,63

13,3047,60

177,00

2

3,310,910,250,07

• 0,02

- log E

x 0,40x = Ax 0,40x = Bx 0,40x = Cx 0,40* = Dx 0,40X = E

De las ecuaciones (3. 4) y (3. 5) se deducé:

log Fn _ = l j 7 8 l o g F

log 3,63

En la tabla 3. 7 figuran los valores calculados de n para los correspondientesde x y E.

T A B L A 3. 5

Val ore s de 2-A, 2-B , etc. , en función de x y n

X

0123456789

10

2-A(n=0)

- 1,3100,6801,4701,7901. 9151,9661,9861,9951,9981,9992,000

2 - B

(n=l)

1,0881,6351,8541,9421,9771,9911,9961,9991,9992,0002,000

2 - C(n=2)

1,7511,9001,9601,9841,9941,9981,9992,0002,0002,000.2,000

2 - D(n=3)

1,9301,9721,9891,9961,9981,9992,0002,0002,0002,0002,000

2 -E(n=4)

1,9811,9921,9971,9991,9992,0002,0002,0002,0002,0002,000

La figura 3.3 es la representación gráfica de los datos de la tabla 3. 7 ynos da las curvas de igual extracción en el plano x, n de donde fácilmente pue_den obtenerse los valores de las concentraciones de TBP y de agente salinonecesarias para obtener un valor determinado del tanto por ciento de uranioextraído en un solo contacto y en las condiciones experimentales señaladasanteriormente, y con una relación de fase orgánica a fase acuosa igual a 3:8.De dichas curvas se deduce igualmente la zona en que la extracción puede con-

siderarse cuantitativa y libre de fluctuaciones por variaciones pequeñas enlas concentraciones de TBP y de agente salino, resultado de gran interésanalítico que puede conseguirse, como se deduce de la figura 3.3, por variaciones en la concentración de TBP desde 4 a 25 % (v/v) en la fase orgánica,y correlativamente, de concentración de agente salino en la fase acuosa des-de 0, 5 a 6 , 5 g para el total empleado.

3. 3 Comportamiento de los distintos disolventes empleados

Tanto las curvas experimentales, como la ecuación obtenida al emplearel ciclohexano en lugar del benceno como diluyente del fosfato de tributilo ,fueron totalmente idénticos.

Se observa en la figura 3. 1 que todas las curvas pasan por el origen decoordenadas, demostrando que, en ausencia de TBP, la extracción es nulacon estos diluyentes , cualquiera que sea la concentración de agente salinoen la fase acuosa.

Hasta ahora hemos ensayado dos tipos de diluyentes: 12) los que indeperidientemente del agente principal de extracción, extraen también al uranio enmayor o menor grado, como es el caso de la metilisobutilcetona y del aceta_to de etilo. En este caso las curvas de extracción varian de unos a otros, deacuerdo con sus características especiales, y 2-) los que aisladamente noejercen acción extractiva alguna sobre el uranio. En este último caso lascurvas de extracción son idénticas para todos los disolventes, manifestándo-se únicamente la influencia del agente principal de extracción.

A primera vista parece lógico que , aun en el caso de no ser aditivos losporcentajes de extracción del agente principal y del disolvente activo, semantuvieran sin embargo las diferencias positivas que inicialmente se obse_rvan a favor del sistema TBP - diluyente activo sobre el sistema TBP - dilu-yente inerte. Pero los resultados experimentales indican que esas diferen-cias iniciales no solamente no se mantienen a lo largo de las curvas de ex-tracción, sino que llegan incluso a cambiar de signo, de modo que en conjun-to el sistema TBP - diluyente inerte resulta con frecuencia más efectivoque el sistema TBP - diluyente activo.

Analíticamente podría demostrarse este resultado a partir de la figura3. 4, donde la curva a representa los resultados obtenidos con el diluyenteactivo y la curva i los correspondientes al diluyente inerte, calculando elárea comprendida entre las mismas, que de acuerdo con las ecuaciones ob-tenidas, tendrá el valor

A =

49

2 - K la_ _ __, _ ~Lf

K4a

3a

dx

49

o •-

K 2i

li nK3i

dx (3 .6 )

donde los subindices a e i de las constantes se refieren respectivamente aldiluyente activo y al inerte.

T A B L A 3. 6

Valores del cociente F = 3 ,31 (0 ,40 x ) /2 - log E , al v a r i a r x y E

x = 0 x = 1 x = 2 x = 3 x = 4 x = 5 x = 6 x = 7 x = 8 x = 9 x = 1 0

99999999

102 03040506070

' 8 090959697.9899

,50,90,95,99

3 ,314 , 7 3 '6,328,31

10,9914,9021,3534,12 ,71,95

150,45'183,83:254,61367,77827,50

1655,003310,00

16550,0033100,00

1,321,892,53

. 3,324,395,968,54

13,6428,7860,1873,55

101,84147, 11331,00662,00

1324,506120,00

13250,00

1,-011,331,762,383,415,46

11,5224,0929,44;40,76

" . 58,88.132,50

. 265,00,53 0,00

2650,00'5300,00

1,35• 2 , 16

4 ,569,54

11,6616,1523,33

. ,52,50105,00210,00

1050,002100,00

1,843,864,726,539,44

21,2542,50

. 85,004 00,00800,00

1,541,882,613,77

. 8,5017,0034,00

150,003 00,00

1,1,3 ,7 ,

14,5 0 ,

100,

07555000000000

125

2550

,25,50,00,00,00

1,2 ,

10,20,

00000000

1,005,00 1,50

10,00 3,00

11

De la figura 3.4 se deduce que , asi' planteadas las cosas, es A ) O cuan-do el sistema TBP - diluyente inerte tiene menor eficacia que el sistemaTBP - diluyente activo, considerando el intervalo total de concentracionesestudiado.

Podemos sin embargo llegar a un resultado comparable al anterior porun medio más sencillo, si partimos de una representación de log E frente alos valores de la potencia a , tal como se deduce de la figura 3. 5. El áreacomprendida entre las rectas a e i tiene el valor

S = E (Aa - A.) (3. 7)

Pero los valores de las abscisas A. y A se obtendrán resolviendo respecx a —

tivamente los dos sistemas: .

l o g E a = 2 - K * l ^ - - K 4 a J l o g E a = 0

yK2i

log Et = 2 - K* log Ej_ = 0K3i

Para los sistemas TBP -acetato de etilo y TBP - benceno se obtiene deesta forma respectivamente,

/ 3 . 0 5 \ 3 , 3 12 = 0 , 5 4 x - 0 , 0 3 2 y 2 = 0 , 4 0 x

\2 ,59 n / 3,63n

Y si calculamos el área S correspondiente a un mismo valor de la concentra-ción de agente salino para los dos diluyente s señalados, se obtiene, a partirde los valores de las abscisas:

2 . 2,59n 2.. 3,63n

y A , a

3,05 • 3,31

el valor buscado del área,

S~ - - ( 2 , 6 n - 3,6n) (3.8)

y puesto que n es siempre positivo, será también S < 0.

En la figura 3. 6 se ve en efecto como las superficies comprendidas entrelas curvas de extracción y los ejes coordenados se mantienen siempre mayo-res en el caso del diluyente inerte, en contra de lo que cabría esperar de unaconsideración superficial.

T A B L A 3.7

V a l o r e s del cociente log F / l o g 3. 63 = al v a r i a r x y E

E x = 0 x = 1 x = 2 x = 3 x = 4 x = 5 x = 6 x = 7 x = 8 x = 9 x = 10

99999999

1020304050607080909596979899

,50,90,95,99

0,9281,2041,4291,6411,8582,0942,3732,6673,3153S8874,0424,2944,5795,2085,7456,2837,52 58,060

0,2180,4930,7190,9301,1471,3841,6622,0262,6043,1763,3323,5843,8694,4985,0355,5736,5807,360

0,0080,2210,4380,672

0,9511,3161,8942,4662,6222,8743,1593,7884,3254,8636,1106,640

001

1,12233455

,232,597,176748

,904s 156,441,070,608,145,360,930

01 ,

1 ,1 ,1 ,2 ,2 S

3 ,4»5 ,

,4730472 03454740369906444650170

0,3350,48908744l s 0291S6592 8 1 9 62,7333,8704,420

0011233

s052s340S 9 7 1s508s046s03 0,570

00123

,173,710,247,500,030

0,5371,7802s320

1,2501,780

0,3140,852

13

Dada la naturaleza de las funciones tomadas sobre los ejes coordenados,la comparación de las áreas por el método últimamente indicado resulta so-lamente posible por el hecho de que la ordenada en el origen de las rectas ae i tiene el mismo valor log E = E^ = 2 Teniendo esto en cuenta , la comparacien puede realizarse simplemente a través de los segmentos OAj_ y OA .

3. 4 Selección del diluyente

Ya hemos dicho que con los diluyentes inertes, la extracción del uraniosigue una marcha idéntica en todos los casos. Pero en cambio la eficacia de •los diluyentes activos varia de unos a otros de acuerdo con la influencia ais-lada del diluyente sobre la extracción y también con otras característicasdel mismo, como su basicidad, naturaleza de sus grupos activos, constantedieléctrica y el coeficiente de reparto del complejo TBP-NO0H-UG2 entrecada disolvente y el agua.

Un criterio sencillo de selección del disolvente más apropiado desde elpunto de vista exclusivo del tanto por ciento de uranio extraído, y sin teneren cuenta por el momento otras posibles causas de selección, como la selec-tividad en la extracción del uranio , velocidad y limpieza en la separación defases, etc. , podrida establecerse, al parecer, a partir de los valores que to-ma el tanto por ciento de uranio extraído para los distintos valores de la con-centración de agente salino , cuando la concentración de TBP en la fase orgá-nica se mantiene constante e igual a cero, esto es, a partir de los valoresiniciales de E en las curvas de extracción.

Sin embargo, por las consideraciones anteriores, este criterio seriaerróneo, ya que el habito de las curvas de extracción no guarda una correla-ción sencilla con los valores iniciales de E, hasta el punto de que las diferen.cias, que al principio se mantienen a favor de los diluyentes activos, cam-bian más tarde de signo.

Por ello será más conveniente elegir el área S dada por la ecuación(3. 7). En general, y de acuerdo con la ecuación (3. 8), esta superficie puederepresentarse por

S = a ( b n - c n ) (3.9)

en donde a, b y c son constantes y n, como siempre, la concentración varia-ble de agente salino en la fase acuosa.

Si admitimos la misma ecuación (3.4) para cualquier diluyente inerte,un diluyente activo cualquiera será tanto más eficaz cuanto mayor sea el va-lor de S. Pero este valor variará al hacerlo el valor de n, y tendrá un valormáximo cuando

dS— - = 0.= a (bn log b - cn ln c) (3.10)dn

14

y como n>0 , la relación (3. 10) se cumplirá solamente para n = 0.

Las curvas experimentales están de acuerdo con este resultado. Vemosen la figura 3. 6 cómo en efecto, el área comprendida entre las curvas A y Bo A y C y los ejes coordenados, correspondientes todas ellas al nivel cerode agente salino, es mayor que las áreas correspondientes a otros nivelesde agente salino. Dichas áreas se hacen menores a medida que crece el va-lor de n.

Pero según se dijo en anteriores trabajos, las ecuaciones empíricas co-rrespondientes a las curvas de-extracción obtenidas, no se cumplen bien pa-ra n = Q, por lo que será necesario elegir otro nivel de la concentración deagente salino para establecer la comparación deseada entre la eficacia delos diluyentes. Si elegimO'S el nivel n = 2, obtenemos para A. el siguientevalor, deducido de la ecuación (3.4):

A. = 7,98

y para la metilisobutilcetona y el acetato de etilo, respectivamente,

4 ' 7 2 y Aa(MIC) = 5 ' 2 6

con lo que las áreas correspondientes a estos dos últimos diluyente s toma-rán los valores:

SAE ="6,52 y SM I C = - 5 ,44

Según ésto, el área correspondiente a la metilisobutilcetona es mayorque la correspondiente al acetato de etilo, cuando se emplean como diluyen-

tes del fosfato de etilo en la extracción del uranio, y según el criterio adop-tado, la metilisobutilcetona se muestra como un diluyente ligeramente máseficaz que el acetato de etilo, resultado que está de acuerdo con las experiertcias realizadas, como demuestra la figura 3. 6.

Indudablemente, todas estas conclusiones son validas solamente para iossistemas ensayados y dentro de las condiciones experimentales que hemosseguido en nuestro estudio sistemático.

4. AGRADECIMIENTO

Expresamos nuestro agradecimiento a los Sres, Fernández Cellini yBatuecas Rodriguez , por las facilidades prestadas para la realización delpresente trabajo, y al Sr. Barrachina Gómez por sus sugerencias sobre al-gunos aspectos del mismo.

15

5. BIBLICGRAII A

1. Vera Palomino, J. , Palomares Delgado, F. y Petrement Eguiluz , J. C. ,Métodos de extracción con disolventes aplicados al análisis químico deluranio. I. Estudio de la extracción con TBP-metilisobutilcetona, X Reu-nión Bienal de la Real Sociedad Española de Fi"sica y Química, Canarias,julio 1961.

2. Vera Palomino, J. , Palomares Delgado, F. y Petrement Eguiluz, J. C. ,Métodos de extracción con disolventes aplicados al análisis químico deluranio. II. Estudio de la extracción con TBP-acetato de etilo, presenta-do en la sesión de la R. S. E. F. y Q. , 6 noviembre 1961.

3. Vera Palomares, J. , Palomares Delgado, F. , Petre ment Eguiluz , J. C.y Fernández Cellini , R. , Anales Real Sociedad Esp. de Fí'sica y Química59_ (B) (1963) 285.

4. Gómez-Pantoja , J. , Vera Palomino, J. Y Petrement Eguiluz, J. C. ,Anales Real Sociedad Esp. de Física y Química , _5_9_ (B) (1963) 351.

8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0% de TBP en benceno (v/v)

8 • 12 16

Fig. 3.1

Tanto por ciento de uranio extraído en función_de la concentraciónde TBP en benceno, con dist intos agentes sal inos .

o0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,00

Fig . 3.2 Valores de 0,4x

Ajuste de los datos experimentales a la ecuación: log E = - (0,40)x

4 6 8Valores de x=-£--1

Fie. 3.3

Curvas de igual extracción, en el plano n,x, obtenidas a partir dela ecuación:

log E = 2 - . l i l L (0340)x

3,63n

Lü

X=% de TBP en fase orgánica ° A i

(v/v) Valores de aFigs. 3.4 - 3. 5

Comparación de la eficacia relativa de los diluyentes activos (a) einertes (i), tomando distintos sistemas de representación.

100-

o

co.

8 0 -

6 0 -

— Benceno•~-Acetato de etilo—- Metilisobutilcetona

O8 12 16 20

% TBP en fase orgánica (v/v)

Fie, 3.6

Comparación de los resultados experimentales de extracción ob-tenidos con los distintos diluy entes orgánicos.

J.E.N. 138-DQ/I 42 J.E.N. 138-DQ/I 4Z

Junta de Energía Nuclear, División de Química, Madrid."Métodos de ext racción con disolventes aplicados

al análisis químico del uranio. I I I . Estudio de laextracción con. disolventes inertes".VERA PALOMINO, J . , PALMARES DELGADO, F., PETREHEHT EGUILUZ, J.C. (1964)

20 pp» 5 figs» 7 tabl s« 4 refs»Se continua l a trayectoria seguida en dos trabajos anteriores para el estu-

dio de l a extracción de uranio en escala de trazas, utilizando como agente ae-,t ivo el fosfato de t r i b u t i l o en condiciones tales que l a extracción sea cuanti-ta t iva en un solo contacto, por el empleo de diversos agentes salinos. En elpresente trabajo se ensayan dos disolventes inertes, el benceno y el ciclohexa-no, obteniéndose las ecuaciones empíricas que regulan el proceso de extracción

Junta de Energía Nuclear, Di. vi sión, de Química, Madrid» -. ,''Métodos de extracción con disolventes aplicados

al análisis químico del uranio, IIIo Estudio de laextracción con disolventes inertes",VERA PALOMINO, J .F PALOMARES DELGADO, F.f PETREHENT EGUILUZ, J.C. (1964)

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Junta de Energía Nuclear, División de Química, Madrid-

"Métodos de extracción con disolventes aplicadosal análisis químico del uranio» III. Estudio de laextracción con disolventes inertes",,VERA PALOMINO, J . f PALOMARES DELGADO, F . , PETREHENT EGUILUZ, J . C . (1964) •20 pp . 5 figs» 7 t a b l s - 4 r e í s .

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Se continua l a trayectoria seguida en dos trabajos anteriores para el estu-

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y Tos resultados se comparan con los obtenidos anteriormente para los disolven- y los resultados se comparan con los obtenidos anteriormente para los disolven-tes que, corno el acetato de etilo y la metilisobutilcetona, favorecen en mayor tes que, como el acetato de etilo y la.metilisobutilcetona» favorecen en mayoro menor grado la extracción del uranio. o menor grado la extracción del uranio.

y los resultados se comparan con los obtenidos anteriormente para los disolven- y los resultados se comparan con los obtenidos anteriormente para los disolven-tes que, como el acetato de etilo y la metilisobutilcetona, favorecen en mayor tes que, como el acetato de etilo y la metilisobutilcetona, favorecen en mayoro menor grado la extracción del uranio. o mentir grado la extracción del uranio.