ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕВРОПИЯ Российский патент 2002 года по МПК C01F17/00 G01N21/63 

Изобретение относится к области аналитической химии - к способам люминесцентного определения европия и может быть использовано для определения следовых количеств европия при анализе высокочистых лантанидов.

Известны способы люминесцентного определения европия в комплексе с органическими реагентами с β-дикарбонильными соединениями - ацетилацетоном, бензоилацетоном, фторированными и циклическими □β-дикетонами, с карбоновыми кислотами [Н. С. Полуэктов, Л.И. Кононенко, Н.П. Ефрюшина, С.В. Бельтюкова. Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантаноидов. Киев: Наукова Думка, 1989, с. 100].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ люминесцентного определения европия, включающего перевод его в тройное комплексное соединение с фенантролином и органическим реагентом пивалоилтрифторацетоном (ПТФА), который заключается в том, что к растворам, содержащим ионы европия, добавляют эталонный раствор ПТФА, 3% раствор фенантролина и 40% уротропином создают рH=7. Измерение проводят при λ = 615 нм. Чувствительность способа определения европия в оксидах РЗЭ, являющихся тушителями люминесценции (Се, Pr, Nd, Но, Еr, Yr), составляет (1-2)•10^-5%, а в оксидах остальных лантанидов и итербия 10^-7% [AC 856988].

Недостатками этого метода являются недостаточная чувствительность и селективность.

Технический результат, достигаемый изобретением, - снижение предела обнаружения, повышение устойчивости, чувствительности и селективности люминесцентного метода определения европия.

Результат достигается тем, что в качестве органического реагента (R) используется метиловый эфир S-(4-броманилида) сульфосалициловой кислоты (МЭБАСК), с целью повышения избирательности, снижения предела обнаружения, а также устойчивости соединения европия с МЭБАСК во времени стояния и облучения, вводят поверхностно-активное вещество (ПАВ) - хлорид децилпиридиния (ХДЦП) в соотношениях Еu:R:ПАВ=1:2:25 и слабым раствором аммиака создают рН= 7,6±0,08.

Получаемое соединение европия с органическим реагентом МЭБАСК в присутствии ПАВ при облучении ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А дает интенсивную люминесценцию ярко-малинового цвета, устойчивую во времени стояния и облучения.

Мицеллярная среда способствует повышению избирательности аналитических определений за счет эффекта селективной солюбилизации, повышения растворимости флуорофоров, позволяет увеличить число соединений, определяемых люминесцентным методом. Защитное действие мицелл по отношению ко многим тушителям, молекулам растворителя, увеличение вязкости среды и "жесткости" молекул люминофоров приводит к подавлению безызлучательных процессов, вызывающих тушение люминесценции [Штыков С.Н., Горячева И.Ю.// Опт. и спектр. 1997. Т. 83. 4. С.698-703].

Перечисленные факторы способствуют повышению точности и воспроизводимости, расширяют интервал линейности градуировочного графика, позволяют многократно использовать мицеллярный раствор для люминесцентного определения европия предложенным способом.

ПРИМЕР. Определение европия в оксидах лантанидов.

Для получения растворов хлоридов лантанидов их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700^oС и охлаждали в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов по расчетам их 10^-2 М концентраций обрабатывали соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривали. Сухой остаток растворяли в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией РЗЭ готовили соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида европия контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо I. При определении содержания ионов европия в оксидах РЗЭ на рабочих приборах ширина щели подбиралась небольшой и одинаковой при работе со стандартными образцами и анализируемыми растворами.

Раствор МЭБАСК 10^-4 М готовили соответствующим разбавлением более концентрированного этанольного раствора. Раствор ХДЦП 10^-2 М концентрации готовили растворением его навески в дистиллированной воде. Соответствующим разбавлением готовили раствор с меньшей концентрацией. Кислотность среды создавали добавлением водного раствора аммиака до рН=7,6±0,08. Измерение рН растворов проводили с помощью универсального иономера ЭВ-74 со стеклянными электродами, прокалиброванными по стандартным буферным растворам.

Для определения содержания европия в оксидах РЗЭ применяли метод добавок.

Люминесценцию возбуждали ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А, находящейся в осветителе ОИ-18А, снабженном кварцевым конденсором и светофильтром УФС-1,2. Интенсивность люминесценции комплексов регистрировали при λ = 547 нм. По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывали содержание европия в анализируемом образце. Приемником излучения служил фотоумножитель ФЭУ-79. Для регистрации спектров люминесценции использовалась люминесцентная установка, снабженная спектрометром ДФС-24 с самописцем КСП-4.

Предложенный способ позволяет определить европий в оксидах РЗЭ, являющихся тушителями люминесценции (Се, Pr, Nd, Но, Er, Yb, Gd) с чувствительностью 10^-6%, минуя стадию экстракции. Чувствительность определения европия в оксидах остальных лантанидов составляет 10^-8%, а также по сравнению с известным методом он позволяет одновременно определять Eu, Tb, Sm, Dy, создавая оптимальные рН растворов, подбирая соответствующие спектры люминесценции и соотношения Me:R:ХДЦП, а также сократить продолжительность анализа.

Изобретение относится к аналитической химии. В частности изобретение относится к способам люминесцентного определения европия. Европий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R)-метиловым эфиром S-(4-броманилидом) сульфосалициловой кислоты в присутствии катионного поверхностно-активного вещества (ПАВ) хлорида децилпиридиния. Соотношение Eu:R:ПAB=1:2:25, pH=7,6±0,08. Метод отличается высокой селективностью и воспроизводимостью. Он позволяет одновременно определять Tb, Dy, Sm, Еu в оксидах лантаноидов. 1 з.п. ф-лы.

1. Люминесцентный способ определения европия, включающий перевод его в люминесцирующее соединение с органическим реагентом (R), отличающийся тем, что в качестве органического реагента используют - метиловый эфир S-(4-броманилида) сульфосалициловой кислоты и в люминесцирующее комплексное соединение приливают катионное поверхностно-активное вещество (ПАВ) в соотношениях Еu: R: ПАВ= 1: 2: 25 при рН 7,6±0,08. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ПАВ используют хлорид децилпиридиния.