ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПРОЗИЯ Российский патент 2014 года по МПК G01N31/00 

Изобретение относится к области аналитической химии - к способам люминесцентного определения диспрозия и может быть использовано для определения следовых количеств диспрозия при анализе смеси оксидов редкоземельных элементов (РЗЭ) и природных вод.

Известен способом люминесцентного определения диспрозия в комплексе с органическими реагентами - с налидисовой (1-этил-7-метил-4-ОН-1,8-нафтизидин-3-карбоновой) кислотой, с L,α-метил-β-(3,4-диоксифенил) аланином, в комплексах с производными пирозалона [Полуэктов Н.С., Кононенко Л.И., Ефрюшина Н.П., Бельтюкова С.В. Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантанидов. - Киев: Наукова думка, 1989. - С.120].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ люминесцентного определения диспрозия в комплексе с имидазол-4,5-дикарбоновой кислотой, который образуется при рН=9 и позволяет определять диспрозий с пределом обнаружения n·10^-3%. [Кравченко Т.Б., Бельтюкова С.В., Полуэктов Н.С., Кононенко Л.И., Иванов Э.И. // Украинский химический журнал. - 1985. - т.51. - №1. - с.66-68].

Недостатком этого способа определения диспрозия является тушение люминесценции диспрозия в присутствии РЗЭ с недостроенной 4f-оболочкой, недостаточная чувствительность, селективность и устойчивость во времени стояния и облучения.

Задачей изобретения является определение диспрозия на фоне других РЗЭ, при отсутствии влияния других РЗЭ с недостроенной 4f-оболочкой и природных водах, снижение предела обнаружения, повышение устойчивости растворов комплекса диспрозия во времени стояния и облучения.

Задача решается тем, что в раствор люминесцирующего комплексного соединения диспрозия с органическим реагентом (R)-1,2-ди-оксибензол-3,5-дисульфокислота (ДБСК) используемый в качестве комплексообразователя приливают раствор этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) в соотношении Dy:ДБСК:ЭДТА=1:1:1, затем 10%-ным раствором КОН создают рН=12-13.

Получаемое соединение диспрозия с органическим реагентом ДБСК в присутствии ЭДТА при облучении ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А дает интенсивную люминесценцию желто-оранжевого цвета, устойчивую во время стояния и облучения при длине волны λ_Dy=572 нм.

Раствор комплекса диспрозия с ДБСК в присутствии ЭДТА способствует повышению селективности аналитических определений за счет присоединения одной молекулы ЭДТА. В растворах комплексов отсутствует влияние РЗЭ с недостроенной 4f-оболочкой на люминесцирующий ион, что связано с нахождением в молекуле комплекса всего одного иона металла и отсутствием полимеризации. Указанное влияние ЭДТА на комплекс диспрозия способствует повышению чувствительности, воспроизводимости и позволяет проводить определение диспрозия по калибровочному графику и методом сравнения со стандартными растворами (образцами).

Пример. Определение диспрозия в смеси оксидов РЗЭ и природных водах.

Для приготовления растворов хлоридов лантанидов их оксиды предварительно прокаливают в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700°С и охлаждают в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов, по расчетам концентрации 1·10^-2 М, обрабатывают соляной кислотой и H₂O₂, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток растворяют в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией РЗЭ готовят соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида диспрозия контролируют комплексоно-метрическим методом. Титрование производят в присутствии уротропина, в качестве индикатора используется арсеназо I. При определении содержания ионов диспрозия в оксидах РЗЭ на рабочих приборах ширина щели подбирается небольшой и одинаковой при работе со стандартными образцами и анализируемыми растворами.

Раствор ДБСК концентрации 10^-4 М готовят соответствующим разбавлением более концентрированного водного раствора.

Раствор ЭДТА концентрации 10^-4 М готовят растворением ее натриевой соли в дистиллированной воде. Соответствующим разбавлением готовят раствор меньшей концентрации. Кислотность среды создают 10%-ым раствора КОН до рН=(12-13)±0,1. Измерение рН растворов проводят с помощью универсального иономера ЭВ-74 со стеклянными электродами, прокалиброванными по стандартным буферным растворам. Для определения диспрозия в оксидах РЗЭ используется калибровочный график и метод добавок.

Люминесценцию возбуждают ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А, находящейся в осветителе ОИ-18А, снабженном кварцевым конденсором и светофильтром УФС-1,2. Для регистрации спектров люминесценции использована люминесцентная установка, снабженная спектрометром ДФС-24 с самописцем КСП-4. Интенсивность люминесценции комплексов регистрировали при λ=572 нм. По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывается содержание диспрозия в анализируемом образце. Приемником служит фотоумножитель ФЭУ-79.

Технический результат: предложенный способ позволяет определять диспрозий в смеси оксидов РЗЭ, природных водах с пределом обнаружения n·10^-10 г/мл, минуя методы концентрирования. По сравнению с известным методом в нем отсутствует влияние других РЗЭ и d-элементов на интенсивность люминесценции диспрозия в комплексе с ДБСК и ЭДТА при определении его в различных объектах (λ=572 нм; рН=(12-13)±0,1; состав Dy: ДБСК: ДЭСК=1:1:1, при C_Dy=0,5 мл 1·10^-4 М, С_ДБСК=С_ЭДТА=1 мл 1·10^-4 М; t_ст=1,5 часа; растворы комплексов устойчивы в течение t_обл.=10 мин).

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения следовых количеств диспрозия при анализе смеси оксидов РЗЭ и природных вод. Люминесцентный способ определения диспрозия включает перевод его в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом, в качестве которого используют 1,2-диоксибензол-3,5-дисульфокислоту, и добавление в люминесцирующее комплексное соединение этилендиаминтетрауксусной кислоты при следующем соотношении компонентов:

Dy:ДБСК:ЭДТА=1:1:1 с последующим созданием рН 12-13.

Достигается повышение чувствительности, селективности и точности анализа. 1 пр.

Люминесцентный способ определения диспрозия, включающий перевод его в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом, в качестве которого используют 1,2-диоксибензол-3,5-дисульфокислоту, и добавление в люминесцирующее комплексное соединение этилендиаминтетрауксусной кислоты, при следующем соотношении компонентов: Dy:ДБСК:ЭДТА=1:1:1 с последующим созданием рН=12-13.