Люминесцентный способ определения самария с метакрилатом гуанидина Российский патент 2023 года по МПК G01N21/63 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности 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].

Патент РФ № 2186029 С1 «Люминесцентный способ определения самария». Изобретение относится к области аналитической химии - к способам люминесцентного определения самария, и может быть использовано для определения следовых количеств самария при анализе высококачественных лантанидов и в природных водах. В качестве комплексообразователя используется органический реагент (R) - метиловый эфир S-(4-броманилида) сульфосалициловой кислоты (МЭБАСК), и в раствор люминесцирующего комплексного соединения самария с МЭБАСК приливают поверхностно-активное вещество (ПАВ) - хлорид децилпиридиния (ХДЦП), в соотношениях Sm:R:ПАВ=1:15:13 и слабыми растворами аммиака создают рН=6,7±0,05.

Патент РФ № 2514190 С2 «Люминесцентный способ определения самария». Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам люминесцентного определения самария. Способ включает перевод его в люминесцирующее соединение с органическим реагентом. В качестве органического реагента используют дифениловый эфир сульфосалициловой кислоты (ДЭСК) и приливают катионное поверхностно-активное вещество (ПАВ) цетилпиридиний бромистый (ЦПБ) при следующем соотношении компонентов: Sm:ДЭСК:ПАВ=1:2:14 при рН=6,4.

Недостатками предложенных способов являются недостаточная чувствительность, селективность и устойчивость во времени стояния и облучения, а также высокая трудоемкость получения комплексного соединения и продолжительность анализа.

Задача, решаемая изобретением, заключается в поиске нового реагента, который позволит снизить предел обнаружения, повышении устойчивости, чувствительности, селективности и снижение продолжительности анализа.

Технический результат достигается тем, что самарий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R) - метакрилатом гуанидина (МАГ), соотношение Sm:R=1:1, при рН=6,2±0,1.

Пример 1

Для получения растворов хлоридов лантанидов их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700°С и охлаждают в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов по расчетам их 10^-2М концентраций обрабатывают соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток рездкоземельных элементов (РЗЭ) растворяют в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией реагента готовили соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида тербия контролируют комплексонометрическим методом. Титрование проводят в присутствии уротропина, в качестве индикатора используют арсеназо I. Раствор МАГа с концентрацией 10^-2М готовят растворением его навески 1,45 г в дистиллированной воде, отфильтровывают раствор и переносят в мерную колбу на 50 мл.

Кислотность среды создают добавлением водного раствора аммиака до рН=6,2±0,1. 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.

При добавлении к раствору самария раствора МАГ, установлении рН=6,2±0,1 и облучении УФ-светом наблюдается свечение красного цвета, характерное для ионов самария, что доказывает образование комплекса Sm-МАГ.

Пример 2

Для получения растворов хлоридов лантанидов, их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700°С и охлаждают в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов по расчетам их 10^-3М концентраций обрабатывают соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток редкоземельных элементов (РЗЭ) растворяют в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией реагента готовили соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида самария контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо I.

Растворы метакрилата гуанидина (МАГ) 10^-2М готовили из точной навески 0,145 г, растворяли в дистиллированной воде, отфильтровывали раствор и переносили в мерную колбу на 50 мл.

В ходе проведенных поисковых работ обнаружена фотометрическая реакция самария (Sm) с метакрилатом гуанидина (МАГ).

Спектры люминесценции регистрировали на люминесцентной установке «Флюорат - 02 - Панорама с приставкой «Лягушка». По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывали содержание самария в анализируемом образце.

Максимальное свечение комплекса Sm с МАГ наблюдается в интервале длин волн 500-700 нм с максимумом при λ=642 нм.

Соотношение компонентов в комплексе Sm с МАГ было определено методами изомолярных серий и молярных отношений.

Для этого были приготовлены растворы Sm и МАГ одинаковой молярной концентрации 1⋅10^-5М, смешивали их в антибатных соотношениях от 0,0:1,0 до 1,0:0,0 при неизменном объеме системы 10мл. Измерения проводили при рН=6,2±0,1 и λ=642 нм.

Пример 3

Для получения растворов хлоридов лантанидов, их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700°С и охлаждают в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов по расчетам их 10^-3М концентраций обрабатывают соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток редкоземельных элементов (РЗЭ) растворяют в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией реагента готовили соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида самария контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо I.

Растворы метакрилата гуанидина (МАГ) 10^-5М готовили из точной навески 0,00145 г, растворяли в дистиллированной воде, отфильтровывали раствор и переносили в мерную колбу на 50 мл.

В ходе проведенных поисковых работ обнаружена фотометрическая реакция самария (Sm) с метакрилатом гуанидина (МАГ).

Спектры люминесценции регистрировали на люминесцентной установке «Флюорат - 02 - Панорама с приставкой «Лягушка». По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывали содержание самария в анализируемом образце.

Максимальное свечение комплекса Sm с МАГ наблюдается в интервале длин волн 500-700 нм с максимумом при λ=642 нм.

Соотношение компонентов в комплексе Sm с МАГ было определено методами изомолярных серий и молярных отношений.

Для этого были приготовлены растворы Sm и МАГ одинаковой молярной концентрации 1⋅10^-5М, смешивали их в антибатных соотношениях от 0,0: 1,0 до 1,0:0,0 при неизменном объеме системы 10 мл. Измерения проводили при рН=6,2±0,1 и λ=642 нм.

Полученные данные представлены на фиг. 1 и 2, где соотношение компонентов в комплексе равно Sm:МАГ=1:1.

На фиг. 1 представлено изучение состава комплекса самария с МАГ методом изомолярных серий, C_Sm=С_МАГ=1⋅10^-3М; λ=642,0 нм; рН=6,2; V=10 мл.

Исследована зависимость интенсивности люминесценции раствора комплекса Sm от концентрации МАГ. Для этого берут 0,5 мл 1⋅10^-3М раствора самария и различные концентрации 1⋅10^-3М раствора МАГ, создают среду со значением рН=6,2±0,1 и снимают относительную интенсивность люминесценции.

Полученные данные отражены на фиг. 2., где видно, что интенсивность люминесценции возрастает до содержания реагента 1,0 мл 1⋅10^-3М в объеме 10 мл раствора МАГ, а затем остается практически постоянной.

Фиг. 2. Зависимость I_люм от концентрации реагента (МАГ) в комплексе Sm - МАГ, C_Sm=С_МАГ=1⋅10^-3М; λ=642 нм; рН=6,2; V=10 мл.

При изменении концентрации раствора не наблюдается изменения характера спектра люминесценции самария, что свидетельствует об образовании в растворе одного комплексного соединения.

Технический результат, достигаемый изобретением: снижение предела обнаружения, повышение устойчивости, чувствительности и селективности люминесцентного способа определения самария, где нижний предел обнаружения Sm с метакрилатом гуанидина составляет 5,8×10^-9 г/мл Sm.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам люминесцентного определения самария. Самарий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R) - метакрилат гуанидина. Соотношение Sm:R=1:1 при рН=6,2±0,1. Предлагаемый способ отличается высокой селективностью, точностью и воспроизводимостью. Максимальное свечение комплекса Sm с МАГ наблюдается в интервале длин волн 500-700 нм с максимумом при λ=642 нм. Технический результат, достигаемый изобретением: снижение предела обнаружения, повышение устойчивости, чувствительности и селективности люминесцентного способа определения самария, где нижний предел обнаружения Sm с метакрилатом гуанидина составляет 5,8×10^–9 г/мл Sm. 2 ил.

Люминесцентный способ определения самария, включающий перевод его в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R), отличающийся тем, что в качестве органического реагента используют метакрилат гуанидина (МАГ) в соотношениях Sm:R=1:1 при рН=6,2±0,1 и длине волны λ=642нм, с нижним пределом обнаружения самария с метакрилатом гуанидина составляет 5,8×10^–9 г/мл Sm, причем для получения 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 их концентраций обрабатывают соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривают, далее сухой остаток редкоземельных элементов растворяют в дистиллированной воде, затем проводят титрование в присутствии уротропина, в качестве индикатора используют арсеназо I, где растворы Sm и МАГ готовят одинаковой молярной концентрации, и смешивание их в антибатных соотношениях от 0,0:1,0 до 1,0:0,0 при неизменном объеме системы 10 мл, затем при облучении УФ-светом наблюдается свечение красного цвета, характерное для ионов самария.