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

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

Известны способы люминесцентного определения тербия 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 тербия, с приминением комплексона - о-оксифенилиминодиуксусную кислоту [SU 566172 oт 25.07.1977].

Недостатком этого метода является недостаточная чувствительность, селективность и устойчивость во времени стояния и облучения.

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

Результат достигается тем, что в качестве комплексообразователя используется органический реагент (R)-метиловый эфир S-(4-броманилида) сульфосалициловой кислоты (МЭБАСК) и в люминесцирующее комплексное соединение тербия с МЭБАСК приливают поверхностно-активное вещество (ПАВ) - хлорид децилпиридиния в соотношениях Тb: R: ПАВ=1:2:13 и слабым раствором аммиака создают рН 7,9±0,08.

Получаемое комплексное соединение тербия с органическим реагентом МЭБАСК в присутствии ПАВ при облучении ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А дает интенсивную люминесценцию зеленого 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. //Оп. 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 тербия предложенным способом.

ПРИМЕР. Определение тербия 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 тербия контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо I. При определении содержания ионов тербия 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 хлорида децилпиридиния (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 7,9±0,08. Измерение рН растворов проводили с помощью универсального иономера ЭВ-74 со стеклянными электродами, прокалиброванными по стандартным буферным растворам. Для определения содержания тербия 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=547,2 нм. По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывали содержание тербия 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 тербий в оксидах РЗЭ, являющихся тушителями люминесценции (Eu, Er, Tm) с чувствительностью 10^-6%, минуя стадию экстракции. Чувствительность определения тербия в оксидах остальных лантанидов составляет l0^-8%, а также по сравнению с известным методом он позволяет одновременно определять Eu, Tb, Sm, Dy создавая оптимальные рН растворов, подбирая соответствующие участки спектра люминесценции и соотношения Ме:R:ХДЦП, а также сократить продолжительность анализа.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам люминесцентного определения тербия. Тербий 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 Тb:R:ПАВ=1: 2: 13, рН 7,9±0,08. Метод отличается высокой селективностью и воспроизводимостью. Он позволяет одновременно определять Tb, Dy, Sm, Eu в оксидах лантаноидов. 1 з.п.ф-лы.

1. Люминесцентный способ определения тербия, включающий перевод его в люминесцирующее комплексное 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 Тb: R: ПАВ= 1: 2: 13 при рН 7,9±0,08. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ПАВ используют хлорид децилпиридиния.