Das Komplexbildungsverhalten von Uran(IV) mit Phosphat – Untersuchungen mittels Zeitaufgelöster Fluoreszenzspektroskopie

Die Zeitaufgelöste Fluoreszenzspektroskopie erlaubt die unmittelbare Untersuchung fester und flüssiger Systeme in mikro- und submikromolaren Stoffmengenkonzentrationen. Dies prädestiniert die Etablierung und den Einsatz der Fluoreszenzspektroskopie als analytische Methode für Untersuchungen von Festphasen- und aquatischen Umweltsystemen in ihren entsprechenden relevanten Konzentrationsbereichen. Die hier gezeigten Forschungsergebnisse repräsentieren die ersten Resultate zur Komplexbildung von Uran(IV) im Phosphatsystem, welche mit Hilfe der Zeitaufgelösten Fluoreszenzspektroskopie ermittelt wurden.
Zur Untersuchung der Komplexbildung zwischen Uran(IV) und Phosphat wurde die Konzentration des Uran(IV) im perchlorsauren Medium konstant gehalten und die Konzentration des zugegebenen Phosphat in einem Bereich zwischen einem 5fachen Unterschuss und einem 5fachen Überschuss variiert. Fluoreszenzspektroskopische Aufnahmen des Uran(IV) ohne Zusatz von Phosphat zeigen die Übereinstimmung der Peakpositionen mit [1] und [2]. Die Positionen der 5 Hauptpeaks wurden wie folgt ermittelt: 291, 320, 335, 394 and 409 nm. Die Auswertung der aufgenommenen zeitaufgelösten Spektren von Uran(IV) mit Phosphatzusatz zeigt insbesondere an den intensivsten Peaks bei 320 und 409nm, dass mit zunehmender Phosphatkonzentration die Fluoreszenzintensität abnimmt, freies Uran(IV) folglich im Komplex gebunden wird, bis freies Uran(IV) bei äquimolaren Stoffmengenkonzentrationen von Uran(IV) und Phosphat nicht mehr nachweisbar ist und somit vollständig mit Phosphat reagiert hat.
Die über die äquimolare Konzentration hinaus bis hin zum 5fachen Überschuss an Phosphat aufgenommenen Spektren sind gegenüber den zuvor beschriebenen gänzlich verändert und zeigen nur eine einzige breite Bande zwischen 290 und 400nm mit einem Peak schwacher Intensität bei 374nm. Die undefinierte Bande lässt sich möglicherweise auf die gelartigen Ausfällungen zurückführen, welche bei stöchiometrischen Konzentrationen und bei Phosphatüberschuss unter den hier gewählten Versuchsbe-dingungen zu beobachten sind.

Weitergehende Untersuchungen haben als Ziel, die Natur des Peaks bei 374nm zu klären und die gebildeten Uran(IV)-Phosphatspezies sowie die entsprechenden Komplexbildungskonstanten zu bestimmen.