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

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

Известны способы люминесцентного определения диспрозия в комплексе с органическими реагентами с налидиксовой (1-этил-7-метил-4-он-1,8-нафтиридин-3 -карбоновая) кислотой, L,α-метил-β-(3,4-диоксифенил) аланином, салициловой кислотой и диантипирилметаном [Н.С. Полуэктов, Л.И. Кононенко, Н.П. Ефрюшина, С.В. Бельтюкова. Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантаноидов. Киев: Наукова Думка, 1989, с. 120].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ люминесцентного определения диспрозия в комплексе с имидозол-4,5-дикарбоновой кислотой, который образуется при рН=9 и позволяет определить диспрозий с пределом обнаружения 1•10^-3% [Кравченко Т.Б., Бельтюкова С. В. , Полуэктов Н. С. , Кононенко Л.И., Иванов Э.И. // Украинск. Хим. журн. 1985. Т. 51, 1, с.66-68].

Недостатками этого метода являются недостаточная чувствительность и селективность.

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

Результат достигается тем, что в качестве органического реагента (R) используется метиловый эфир S-(4-броманилид) сульфосалициловой кислоты (МЭБАСК), с целью повышения избирательности, снижения предела обнаружения, а также устойчивости комплексного соединения диспрозия с МБАЭСК во времени стояния и облучения, вводят поверхностно-активное вещество (ПАВ) - хлорид децилпиридиния в соотношениях (ХДЦП) Dу:R:ПАВ=1:2:20 и слабым раствором аммиака создают рН= 7,8 ±0,08. Из катионных ПАВ ХДЦП является наиболее оптимальным.

Получаемое комплексное соединение диспрозия с органическим реагентом МЭБАСК в присутствии ПАВ при облучении ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А дает интенсивную люминесценцию желто-оранжевого 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,П., 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 диспрозия предложенным способом.

ПРИМЕР. Определение диспрозия 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 растворов хлорида диспрозия контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо I. При определении содержания ионов диспрозия 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=7,8±0,08. Измерение рН растворов проводили с помощью универсального иономера ЭВ-74 со стеклянными электродами, прокалиброванными по стандартным буферным растворам.

Для определения содержания диспрозия 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 = 577 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 диспрозий в оксидах PЗЭ, являющихся тушителями люминесценции (Се, Pr, Nd, Но, Еr, Yb, Gd) с чувствительностью 10^-5%, минуя стадию экстракции. Чувствительность определения диспрозия в оксидах остальных лантанидов составляет 10^-8%, а также по сравнению с известным он позволяет одновременно определить Eu, Tb, Sm, Dy, создавая оптимальные рН растворов, подбирая соответствующие спектры люминесценции и соотношения Ме:R:ХДЦП, а также сократить продолжительность анализа.

Изобретение относится к аналитической химии. В частности изобретение относится к способам люминесцентного определения диспрозия. Диспрозий 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 Dy:R:ПAB=1:2:20, рН=7,8±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 диспрозия, включающий перевод его в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R), отличающийся тем, что в качестве органического реагента используют метиловый эфир S-(4-броманилид) сульфосалициловой кислоты и приливают катионное поверхностно-активное вещество (ПАВ) в соотношениях Dy: R: ПAB= 1: 2: 20 при рН 7,8±0,08. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ПАВ используют хлорид децилпиридиния.