ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРБИЯ Российский патент 2014 года по МПК G01N21/63 C01F17/00 

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

Известны способы люминесцентного определения тербия 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 [Н.С.Полуэктов, Л.И.Кононенко, Н.П.Ефрюшина, С.В.Бельтюкова. Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантанидов. - Киев: Наукова думка, 1989. - С.120].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ люминесцентного определения тербия с применением 1,2-диокси-3,5-дисульфокислоты [Полуэктов Н.С., Алакаева Л.А., Тищенко М.А. Журн. Аналит. Химии. - 1970. - Т.25. - №12. - С.235].

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

Задачей изобретения является определение тербия на фоне смеси других РЗЭ, отсутствие влияния других РЗЭ с недостроенной 4f-оболочкой, снижение предела обнаружения, повышение устойчивости люминесцентного определения тербия во времени стояния и облучения.

Результат достигается тем, что в качестве комплексообразователя используют органический реагент (R) - 1,2-диоксибензол-3,5-дисульфокислота (ДБСК) и в раствор люминесцирующего комплексного соединения тербия с ДБСК приливают раствор этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) в соотношении Тb:ДБСК:ЭДТА=1:1:1, затем 10%-ным раствором КОН создают рН=(12-13)±0,1.

Получаемое соединение тербия с органическим реагентом ДБСК в присутствии ЭДТА при облучении ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А дает интенсивную люминесценцию зеленого цвета, устойчивую во времени стояния при λ_Tb=546 нм.

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

Пример. Определение тербия 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 охлаждали в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов, по расчетам концентрации 1·10^-2 М, обрабатывают соляной кислотой и Н₂O₂, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток растворяют в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией РЗЭ готовят соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида тербия контролируют комплексонометрическим методом. Титрование проводят в присутствии уротропина, в качестве индикатора используется арсеназо I. При определении содержания ионов тербия в смеси оксидов РЗЭ на рабочих приборах ширина щели подбирается небольшой и одинаковой при работе со стандартными образцами и анализируемыми растворами.

Раствор ДБСК концентрации 10^-5 М готовят соответствующим разбавлением более концентрированного водного раствора.

Раствор ЭДТА концентрации 10^-5 М готовят растворением ее натриевой соли в дистиллированной воде. Соответствующим разбавлением готовят раствор меньшей концентрации. Кислотность среды создают 10%-ным раствором 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 тербия в оксидах РЗЭ применяли 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 использовалась люминесцентная установка, снабженная спектрометром ДФС-24 с самописцем КСП-4. Интенсивность люминесценции комплексов регистрировали при λ=546 нм. По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывали содержание тербия в анализируемом образце. Приемником служил фотоумножитель ФЭУ-79.

Предложенный способ позволяет определять тербий в смеси оксидов РЗЭ, природных водах с пределом обнаружения n·10^-11 г/мл, минуя методы концентрирования. По сравнению с известным методом в нем отсутствует влияние других РЗЭ на интенсивность люминесценции тербия в комплексе с ДБСК и ЭДТА при определении его в различных объектах (λ=546 нм; рН=(12,0-13,0)±0,1; состав Тb:ДБСК:ДЭСК=1:1:1, при C_TB=2·10^-5 М, С_ДБСК=С_ЭДТK=5·10^-5; t_ст=1,5 часа; растворы комплексов устойчивы в течение t_обл.=10 мин).

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу люминесцентного определения тербия. Способ включает перевод тербия в люминесцирующее соединение с органическим реагентом. В качестве реагента используют 1,2-диоксибензол-3,5-дисульфокислоту (ДБСК) и в раствор люминесцирующего комплексного соединения тербия с ДБСК добавляют этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА) в соотношении Тb:ДБСК:ЭДТА=1:1:1 при рН=12,0-13,0. Изобретение позволяет повысить чувствительность, селективность и точность анализа. 1 пр.

Люминесцентный способ определения тербия, включающий перевод его в люминесцирующее соединение с органическим реагентом, отличающийся тем, что в качестве органического реагента используют 1,2-диоксибензол-3,5-дисульфокислоту и в люминесцирующее комплексное соединение приливают этилендиаминтетрауксусную кислоту, при следующем соотношении компонентов:
Tb:ДБСК:ЭДТА=1:1:1 при рН=12,0-13,0.