ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРБИЯ Российский патент 2011 года по МПК G01N31/00 G01N21/76 

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

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 лантонидов. Киев: Наукова Думка, 1989, с.120].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ люминесцентного определения тербия по патенту №2194013, который заключается в том, что тербий образует люминесцирующий комплекс с метиловым эфиром S-(4-броманилидом) сульфосалициловой кислоты (МЭБСК), и позволяет определять в оксидах лантонидов тербий с чувствительностью 10^-6-10^-8 %.

Недостатком этого метода является недостаточная чувствительность и селективность, воспроизводимость и устойчивость растворов комплексов во время стояния и облучения.

Задача изобретения - снижение предела обнаружения; повышение устойчивости, чувствительности, воспроизводимости и селективности люминесцентного способа определения тербия.

Результат достигается тем, что в качестве комплексообразователя используется органический реагент (R) - дифениловый эфир сульфосалициловой кислоты (ДЭСК), и в раствор люминесцирующего комплексного соединения тербия с ДЭСК приливают поверхностно-активное вещество (ПАВ) - цетилпиридиний бромистый, в соотношениях Tb:K:ПАВ=1:2:13 и слабыми растворами аммиака и соляной кислоты создают pH 7,5±0,1.

Получаемое комплексное соединение тербия с органическим реагентом ДЭСК в присутствии ПАВ при облучении ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А дает интенсивную люминесценцию зеленого цвета, устойчивую во время стояния и облучения.

Мицеллярная среда способствует повышению избирательности аналитических определений за счет эффекта селективной солюбилизации, повышению растворимости люминафоров и позволяет увеличить число люминесцирующих соединений, определяемых люминесцентным методом. Защитное действие мицелл по отношению ко многим тушителям, молекулам растворителя, увеличение вязкости среды и «жесткости» молекул люминофоров приводит к подавлению безызлучаетельных 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 тербия предложенным способом.

Пример. Определения тербия в оксидах лантанидов

Для получения растворов хлоридов лантанидов их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700°C 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 раствора хлорида тербия контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо 1. При определении содержание ионов тербия в оксидах РЗЭ на рабочих приборах ширина щели подбиралась небольшой и одинаковой при работе со стандартными образцами и анализируемыми растворами.

Раствор ДЭСК 10^-4-10^-5 М готовили соответствующим разбавлением более концентрированного этанольного раствора. Раствор цетилиридиния бромистого 10^-2 М готовили растворением его навески в дистиллированной воде. Раствор с меньшей концентрацией готовили соответствующим разбавлением. Кислотность среды создавали добавлением водного раствора аммиака до pH 7,5±0,1. Измерение pH 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=547,5 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 спектром ДФС-24 с самописцем КСП-4.

Предложенный способ позволяет определять тербий в оксидах РЗЭ, в природных водах с пределом обнаружения до n·10^-16 г/мл, минуя методы концентрирования. По сравнению с известным методом он позволяет определять Tb, Sm, Dy и Eu при совместном иx присутствии в анализируемых объектах в индивидуальных условиях комплексообразования: (λ_Tb=547,5 нм, pH 7,5±0,1, состав Tb:ДЭСК:ЦПБ=1:2:13, при C_Tb=0,5 мл 1·10^-4 М, C_R=1,5 мл 1·10^-4 M, С_ПАВ=1,5 мл 1·10^-3 M, V=10 мл; t_ст - сутки, t_обл наблюдается снижение I_л раствора Tb с ДЭСК, что означает, что при измерении раствор можно облучать УФ-светом только один раз.

Изобретение относится к области аналитической химии - к способам люминесцентного определения тербия, и может быть использовано для определения следовых количеств тербия при анализе высококачественных лантанидов и в природных водах. В качестве комплексообразователя используется органический реагент (R) - дифениловый эфир сульфосалициловой кислоты (ДЭСК), и в раствор люминесцирующего комплексного соединения тербия с ДЭСК приливают поверхностно-активное вещество (ПАВ) - цетилпиридиний бромистый, в соотношениях Tb:K:ПАВ=1:2:13 и слабыми растворами аммиака и соляной кислоты создают рН 7,5±0,1. Достигается повышение точности, чувствительности и селективности анализа. 1 з.п. ф-лы.

1. Люминесцентный способ определения тербия, включающий перевод его в люминесцирующее соединение с органическим реагентом (R), отличающийся тем, что в качестве органического реагента используют дифениловый эфир сульфосалициловой кислоты и приливают катионное поверхностно-активное вещество (ПАВ) в соотношениях Tb:R:ПAB=1:2:13 при pH 7,5±0,1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ПАВ используют цетилпиридиний бромистый.