Complex equilibria in strongly alkaline aqueous solutions containing Ca(II), Nd(III) and gluconate ions

Abstract

A polihidroxi-karbonsavak, mint például a glükonát (Gluc– ), alapvető szerepet játszanak különböző ipari folyamatokban. A Gluc– komplexképző tulajdonsága miatt nagy mennyiségben kerül felhasználásra: erre példa a NaGluc, ami egy gyakori adalékanyag az építőiparban, és a cement bizonyos tulajdonságainak javítására használják. Az alacsony és közepes aktivitású radioaktív hulladéktárolókban (LL/IL) a tartályokat cementtel töltik fel a szivárgás megakadályozása érdekében, de vízbetörés esetén az erősen lúgos kémhatású pórusvíz elősegítheti, hogy a Gluc– komplexálja a fémionokat, ezért ezeket a komplexképző folyamatokat az elmúlt évtizedekben kitüntetett figyelemmel kísérték és behatóan tanulmányozták. A Gluc– bizonyítottan stabil komplpexeket képez alkáli-földfém (Ca(II), Mg(II)) és átmeneti (Cu(II), Co(II), Ni(II), Mn(II), Zn(II)) fémionokkal, ezért nem zárható ki, hogy képes a három-, és négyvegyértékű aktinoidák és lantanoidák oldhatóságának növelésére. A radioaktív hulladéktárolókra jellemző oxigénszegény környezet biztosítja, hogy az aktinoida fémionok főként redukált oxidációs állapotban (Cm(III), Am(III), Pu(III), Pu(IV)) legyenek jelen. Lehetséges komplexképző anyagok is jelen vannak ezekben a tárolókban; erre példa a cellulóz tartalmú komponensek illetve szennyező anyagok bomlásával keletkező izoszacharinát (Isa– ) vagy cementadalékként a rendszerbe kerülő Gluc– . Kiemelt fontosságú tehát annak vizsgálata, hogy ezek a ligandumok képesek-e fokozni az aktinoida fémionok oldhatóságát vízbetörés esetén, mivel a radioaktív fémionok oldhatósága szerves részét képezi a radioaktív hulladék elhelyezésével kapcsolatos kockázatbecslésnek. A stabil (III) oxidációs állapotú lantanoidák és a három vegyértékű aktinoidák között fennálló kémiai hasonlóságok miatt utóbbiak modellezhetők kevésbé körülményesen vizsgálható lantanoidákkal. A radioaktív hulladéktárolókban végbemenő lehetséges komplexképződési folyamatok egyszerűsített és releváns modelljének felállításához felhasználták már a neodímiumot (Nd(III)) és a Gluc– -ot vizesközegű mérésekhez, de a lúgos kémhatású oldatokban lejátszódó folyamatok kevésbé ismertek.