Способ люминесцентного определения примеси европия Советский патент 1987 года по МПК G01N21/64 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения примеси европия в различных объектах, и может быть использовано для аналитического контроля производства соединений РЗЭ высокой степени чистоты.

Целью изобретения является снижение нижней границы определяемых содержаний.

В способе люминесцентного определения примеси европия, включающем перевод материала пробы в водный раствор, последний обрабатывают хлорной кислотой, упаривают досуха, остаток растворяют в концентрированной уксусной кислоте, возбуждают люминесценцию монохроматическим излучением при 260 нм и регистрируют свечение европия при 616 нм.

На фиг.1-3 представлены спектры люминесценции полученных уксусно-кис- лых растворов, содержащих 0,1 мг/мл в пересчете на оксид европия.

Спектр зарегистрирован с возбуждением при 260 нм. При определении примеси европия в уксусно-кислых растворах оказалась существенной зависимость интенсивности люминесценции от концентрации воды в анализируемом .растворе. Этим и обуславливается необходимость упаривания хлорно-кислого раствора досуха. Замена хлорной кислоты на серную не пригодна из-за того, что сухой остаток, содержащий сульфаты РЗЭ, плохо растворяется в концентрированной уксусной кислоте. Использование соляной кислоты (взамен хлорной) неудобно из-за снижения интенсивности люминесценции за счет попадания кристаллизационной воды в ук- сусно-кислый раствор, а применение - азотной кислоты исключается из-за поглощения возбуждающего излучения нитрат-ионами.

Максимальная интенсивность люминесценции уксусно-кислых растворов европия наблюдается при использовании возбуждающего излучения при 260 нм. Если использовать возбуждгдащее излучение при 395 нм (оптимальное для водных растворов), то интенсивность люминесценции снижается примерно в десять раз.

Пример 1. Навеску образца оксида гадолиния 1 массой 2 г помещают в стакан вместимостью 50 мл, добавляют несколько капе,пь воды, перемеши

0

вают содержимое стакана, приливают 8-10 мл хлорной кислоты (1:1), упаривают до прекращения вьщеления паров. Далее дают стакану остыть, приливают- 10 мл ледяной уксусной кислоты и растворяют содержимое стакана при кипении. Раствор охлаждают при комнатной температуре, фильтруют через сухой фильтр желтая лента в сухой стакан. Фильтрат переводят в кювету 1 10 мм люминесцентного спектрометра, работающего в следующем режиме: ширина щелей монохроматоров 5 возбуждения 20 нм, эмиссии 5 нм; длина волны возбуждения 260 нм; интервал сканирования зми ссии 600-620 нм; скорость .сканирования 20 нм/мин. Максимум полосы европия 616 нм, спектр люминесценции регистрируют в режиме 3-кратного усреднения, усредненная высота пика аналитической полосы европия равна 17 мм. Содержание примеси европия находят методом добавок. Для этого раствор из кюветы присоединяют к основному раствору в стакане, с помощью микроп1-тетки вводят 40 мкл стандартного уксусно-кислого раствора европия, содержащего 100 мкг/мл в пересчете на оксид европия, т.е. 4 мкг оксида европия. Раствор тщательно перемешивают и наливают в кювету люминесцентного спектрометра, работающего в указанном режиме. Усредненная высота пика аналитической полосы европия в растворе с добавкой равна 36 мм. Концентрацию европия (Х) в процентах вычисляют по формуле

V 1 I 1 л о III

X

5

0

5

0

C h nFilO

(ЬпрмоГ - h,p) где С - величина добавки европия, т.е. 4 мк г;

пр

пр+А М

-высота пика для раствора пробы, т.е. 17 мм;

- высота пика для раствора пробы с добавкой, т.е. 36 мм;

-масса оксида гадолиния в растворе пробы, т.е. 2 г.

Содержание примеси европия в образце оксида гадолиния 1 равно 1,8 х X 10 %. Для оценки воспроизводимости результатов анализа образца 1 процедуру анализа повторяют восемь

раз. Среднее значение результата равно 2,1 -lO %, а его стандартное отклонение (т.е. среднеквадратичная погрешность) - 0,4- 10 %. Для проверки правильности результата вводят добав

ку оксида европия на стадии растворения материала пробы в хлорной кислоте, равную 2,. Раствор с добавкой анализируют, как описано. Результат анализа пробы с добавкой равен 3,, а его стандартное отклонение - 0,7-10 %,

В таблице приведены результаты анализа образцов оксидов РЗЭ и техно- логических растворов экстракционной установки на содержание примеси европия (10-3%).

П р и м е р 2. Навеску образца оксида гадолиния 2 массой 1 г помещают в стакан вместимостью 50 мл, добавляют несколько капель воды, приливают 8-10 мл хлорной кислоты и поступают по примеру 1.

Для оценки воспроизводимости результатов анализа образца 2 процедуру анализа повторяют шесть раз. Среднее- значение результатов равно 9,7-10 % а стандартное отклонение - 1,6-10 % Для проверки правильности результата вводят добавку оксида европия на стадии растворения материала пробы в хлорной кислоте,, равную 1,0 . Пробу с добавкой вновь анализируют, как описано. Результат анализа образца 2с добавкой равен 1,, а его стандартное отклонение - 0,3 х X (таблица).

ПримерЗ. 1C мл технологического раствора 4, полученного при экстракционной очистке оксида гадолиния (раствор содержит 120 мг/мл в пересчете на оксид гадолиния и 70 мг/ /мл нитрат-иона), помещают в стакан вместимостью 50 мл, приливают 10 мл хлорной кислоты и поступают по примеру 1.

Для оценки воспроизводимости результатов анализа раствора 4 процедуру анализа повторяют восемь раз. Среднее значение результатов равно

-4

4,, а стандартное отклонение- 1,1-10 %. Для проверки правильности вводят добавку оксида европия непо- . средственно в азотно-кислый технологический раствор, равную 5,0 . Раствор с добавкой вновь анализируют, как описано. Результат анализа пробы с добавкой равен 10,1-10 %, а его стандартное отклонение - 1,8-10 % (таблица).

Аналогичные опыты проводят с образцами оксидов лантана, неодима, .диспрозия, иттрия и самария (таблица).

Нижняя граница определяемых содержаний оценивается по 25-критерию и равна 6-10 %. Относительное стандартное отклонение единичного определения 0,25-0,30 (т/ 6) для концентраций, превьшающих в 3-4 раза минимально определяемые.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет существенно снизить нижнюю границу определяемых содержаний.

Формула изобретен И я

1..Способ люминесцентного опреде- ления примеси европия в соединениях

редкоземельных элементов, включающий перевод материала пробы в водный раствор, облучение пробы ультрафиолетовым излучением и регистрацию свечения в видимой области, отличающийся тем, что, с целью снижения нижней границы определяемых содержаний, водный раствор обрабатывают хлорной кислотой, упаривают досуха, остаток растворяют в концентриров ан- ной уксусной кислоте и возбуждают люминесценцию монохроматическим излучением при 260 нм.

2.Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что регистрацию люми

несценции проводят при 616 нм.

550 570 S30 ft О S30 SSO 70 f90 Ни Фиг.

1,отн.ед

ТО го 30 40 50 60 ю во зо WO

Кончентрациа воды off. %

I, отнед.

. 2520

I

g

,i

I

а

1«

Л

f

JV

Редактор И.Шулла

Составитель О.Бадтиева

Техред М.Ходанич - Корректор А.Обручар

Заказ 3825/39 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

330

Фиг.З

380395)20 им

Изобретение относится к аналитической химии. Целью является снижение- нижней границы определяемых содержаний. Растворенный образец обрабатывают хлорной кислотой и выпаривают.досуха. Осадок растворяют в концентрированной уксусной кислоте. Длина волны возбуждающего излучения 260 нм. Интенсивность люминесценции регистрируют при 616 нм. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.