Способ люминесцентного определения кюрия в растворах Советский патент 1987 года по МПК G01N31/22 

11

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения кюрия, и может быть использовано для его определения в разбавленных растворах плутония и америция. Опредению не мешает присутствие америция (III) в концентрации до 10 моль/л.

Цель изобретения - повышение селективности и упрощение анализа. Пример 1, Определение в растворе паравольфрамата натрия.

В три пробирки отбирают по 4 мл анализируемого раствора кюрия (рН около 1,5), приготовленного из стан- дартнрго раствора. Концентрация CmCNOj), в анализируемом растворе 1,4 -10 моль/л. Первую пробирку используют как контрольную, а во вторую и третью добавляют известные количества стандартного раствора кюрия так, чтобы его концентрация по сравнению с контрольной пробиркой увличилась в 3-10 раз. Затем в пробирки добавляют по 0,1 мл 0,5 моль/л свежеприготовленного раствора паравольфрамата и доводят объем растворо до 5 мл. Концентрация вольфрама в растворах 10 моль/л. С помощью 0,1 моль/л раствора NaOH корректирую рН растворов до 6,6 и после 5-минутной выдержки измеряют интенсивность люминесценции кюрия во все.х растворах, возбужденной азотным лазером. Идентификацию осуществляют по максимуму люминесценции при 604 им и времени жизни 750 МКС (25 С). Найденная концентрация кюрия в контрольном растворе, рассчитанная из сравнения интенсивности его люминесценции с интенсивностью люминесценции второго и третьего растворов, составляет 1,0510 моль/л или в пересчете на исходный анализируемый раствор 1,31 х10 моль/л.

Определение кюрия при других концентрациях комплексообразователя приведены в табл. 1 (условия см. в примере 1) .

Пример 2, Определение в растворе кремневольфрамата калия.

В три пробирки отбирают по 4 мл анализируемого раствора кюрия (рН 3,0), приготовленного из стандартного раствора. Концентрация кюрия в анализируемом растворе 1,6 X10 моль/л. Первую пробирку используют как контрольную,, а во вторую

5782

и третью добавляют известные количества стандартного раствора кюрия. Затем в пробирки добавляют по 0,5 мл МО моль/л раствора кремневольфра- мата ка.чия и доводят ; объем растворов до 5 мл (если даже небольшое разбавление анализируемого раствора кюрия нежелательно, т.е. если концентрация кюрия в нем близка к минимально определяемой, то кремне- вольфрамат можно вводить в анализируемый раствор в твердом виде). Концентрация кремневольфратама в раст- 5 ворах 10 моль/л. Благодаря буферному действию кремневольфратама рН растворов устанавливают равным 5,8. После 5 минутной выдержки измеряют интенсивность люминесценции кюрия Q во всех растворах. Идентификацию осуществляют по максимуму люминесценции при 604 нм и времени жизни люминесценции 70 мкс (25°С) . Найденная концентрация кюрия в конт- 5 рольной пробирке 1,3210 моль/л, или в пересчете на исходный анализируемый раствор 1,65 моль/л. Пример 3. Определение в растворе кремневольфрамата калия.

В три пробирки отбирают по 2 мл анализируемого раствора следующего состава: AM(III)J 1,28 -10 моль/л, Cm(lII) 5,1 -10 моль/л (концентрация кюрия определялась методом сх,-спектрометрии) и рН 3,5. Во вторую и третью пробирки добавляют известные количества стандартного раствора кюрия, во все пробирки добавляют по 0,9 МП 10 моль/л раствора кремневольфра. 1ата и доводят объем-) до 3 мл. Концентрация кремневольфрамата в растворах 3-10 моль/л, рН 5,9. Далее определение проводя аналогично указанным примерам, концентрация кюрия составляет 6,13 х10 моль/л. Расхождение с да}П1ыми .-спектрометрического ана.гшза 17%.

Определение кюрия при других концентрациях комплексообразователя прИБвдены в табл. 2 (условия см. в примере 2).

, Вне заявленных пределов рН поли- вольфраматные ионы разрушаются (более прочен кремневольфрамат-ионJ что обусловливает более широкий диапазон рН его устойчивости). Разрушение происходит тем быстрее, чем больше рН раствора отличается от значений, приведенных в формуле изоб0

5

0

5

0

ретения. В соответствии с этим лю- минесцирующие комплексы или не образуются, или образовавшись, разрушаются во времени и результаты анализа становятся зависимыми от момента измерения люминесценции. Одновременно из-за снижения интенсивности люминесценции повышается предел обнаружения кюрия.

В табл. 3 и 4 приведены примеры выполнения способа на граничные и запредельные значения рН, определение выполняют аналогично указанным в примерах 1 и 2 соответственно.

Необходимость вьщержки растворов перед измерениями люминесценции обусловлена замедленной кинетикой ком- плексообразования. Для указанных пределов концентраций лигандов время установления равновесия не превышает 5 мин (это время тем меньше, чем выше концентрация лиганда), и столько же времени стабилизируется интенсивность люминесценции. Поэтому результаты определения кюрия при малом времени выдержки будут занижены. С другой стороны, увеличение времени выдержки более 10 мин йецелесообраз- но, так как никаких изменений в растворе больше не происходит и определение неоправдано затягивается. Таким образом, оптимальное время выдержки 5-10.мин.

В табл. 5 приведены примеры выполнения способа при различных временах выдержки. Определение проводят на нижнем пределе концентрации лиганда, так как комплексообразование при

Обоснование границ концентраций паравольфрамата натрия

Концентрация паравольфрамата, моль/л 10

-4

Предел обнаружения кюрия, моль/л . 5 10

,-(0

ь

41578

этом протекает наиболее медленно. Условия определения н состав aHajni- зируемого раствора соответствуют примеру 2.

Преим тцествами предлагаемого способа по сравнению с известным являются более низкий предел обнаружения кюрия и возбуждение люминесценции в широком диапазоне УФ света, что позволяет использовать для этой цели практически любой источник УФ света, тогда как в известном необходим лазер на красителях клн мощная УФ лампа, в-спектре которой один из максимумов излучения приходится на область 370-390 нм.

10

15

Формула изобретения I

1, Способ люминесцентного определения кюрия в растворах в УФ свете, включающий перевод его в комплексное соединение, отличающийся тем, что, с целью повьшзения селективности и упрощения анализа, в качестве комплексообразователя используют паравольфрамат натрия, который добавляют до концентрации 10 -10 моль/л при рН среды 6-7, а затем выдерживают 5-10 мин и измеряют интенсивность люминесценции в водном растворе.

2. Способ по п. 1, отличающийся теу, что в качестве комплексообразователя используют кремневольфрамат калия состава ,,.0,9 , который добавляют до

онцентрации 10 -10 среды 3,5-7,0,

моль/л при рН

Таблица 1

10

-2

10

10

8-10 2 -10

5 -10

4-10

513415786

Т а б л и ц а 2

Обоснование границ ко1гцентраций кремневольфрамата калия

Пример

Показатели |гг

. 1 2 3 I 4 I 5

Концентрация кремневольфрамата, моль/л 10 10 Ю 10

Предел обнару- -жения кюрия, моль/л3-10 ° 410 210 3-10 3 10 °

Таблица 3

Обоснование границ рН при определении кюрия в растворе паравольфрамата натрия (анализируемый раствор содержит 8,310 моль/л кюрия)

При- рН рабочего Время вы- Результат определения кюрия

мер раствора держки, г

минмоль/л 10 % от фактического

6,5 6,0 7,0 5,0 5,0

8,0 8,0

5

5 5 5 20

5 20

99 101

100

55

Определение невозможно

85 37

71341578

Т а б .1 и ц сЧ 4

Обоснование границ рН при определении кюрия в растворе кремневольфрамата калия

После приготовления рабочего раствора производят корректировку рН.

Cm

$+

8,3-10 моль/л.

Таблица 5

За Висимость результатов определения кюрия в растворе кремневольфрамата от времени вьщержки растворов

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам люминесцентного определения кюрия, и может Зыть использовано для повышения селективности и упрощения анализа разбавленных растворов плутония и америция. В три пробирки отбирают по 4 МП анализируемого раствора кюрия (Cm) с рН около 1,5. Первую пробирку используют как контрольную, а во вторую и третью добавляют известные количества стандартного раствора Cm так, чтобы его концентрация увеличивалась в 3-10 раз. Затем во все пробирки добавляют по 0,1 мл 0,5 М свежеприготовленного раствора пара- вольфрамата натрия (или кремневоль- фрамата калия) и доводят объем всех растворов до 5 мп. С помощью 0,1 М раствора NaOH корректируют рН среды до 6,6 и после 5-минутной вьщержки измеряют интенсивность люминесценции. 1 з.п. ф-лы, 5 табл. (/) 00 4 СЛ 00