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

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

Известны способы люминесцентного определения самария 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 100-106].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ люминесцентного определения самария во взвеси разнолигандных комплексов с гептафторгептандионом-2,4 и 1,1 О-фенантролином, который образуется при рН 6-7 [Н.С. Полуэктов, Л.И. Кононенко, Н.П. Ефрюшина, С.В. Бельтюкова. Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантаноидов. Киев, Наукова Думка, 1989, С 100-106].

Недостатком этого метода является недостаточная чувствительность и селективность.

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

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 комплексного соединения самария с МЭБАСК во времени стояния и облучения, вводят поверхностно-активное вещество (ПАВ) - хлорид децилпиридиния (ХДЦП) в соотношениях Sm:R:ПAB=1:15:13 и слабым раствором аммиака создают рН 6,7±0,05.

ХДЦП из катионных ПАВов является наиболее оптимальным. Получаемое комплексное соединение самария с органическим реагентом МЭБАСК в присутствии ХДЦП при облучении ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А дает интенсивную люминесценцию малинового цвета, устойчивую во времени стояния и облучения.

Мицеллярная среда способствует повышению избирательности аналитических определений за счет эффекта селективной солюбилизации, повышение 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 самария предложенным способом.

Пример. Определение самария 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 H₂O₂, а затем раствор выпаривали. Сухой остаток растворяли в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией РЗЭ готовили соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного растворов хлорида самария контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, и качестве индикатора использовали арсеназо I. При определении содержания ионов самария 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 M концентрации готовили растворением его навески в дистиллированной воде. Соответствующим разбавлением готовили раствор с меньшей концентрацией. Кислотность среды создавали добавлением водного раствора аммиака до рН 6,7±0,05. Измерение рН растворов проводили с помощью универсального иономера ЭВ-74 со стеклянными электродами, прокалиброванными по стандартным буферным растворам.

Для определения содержания самария 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 = нм. По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывали содержание самария 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 самарий в оксидах РЗЭ, являющихся тушителями люминесценции (Nd, Dy, Но, Er, Tm, Yb,) с чувствительностью 10^-4%, минуя стадию экстракции. Чувствительность определения самария в оксидах остальных лантанидов составляет 10^-7%, а также по сравнению с известным методом он позволяет одновременно определить Ru, 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 к способам люминесцентного определения самария. Самарий 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 Sm: R: ПAB= 1: 15: 13, pH 6,7±0,05. 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 самария, 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 Sm: R: ПАВ= 1: 15: 13 при рН 6,7±0,05. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ПАВ используют хлорид децилпиридиния.