Способ спектрофотометрического определения примеси празеодима в неодиме Советский патент 1991 года по МПК G01N21/17 

ской плотности при 444 нм (т.е. пятую точку в интервале 435-448 нм), получают суммарное значение Аф+рг оптической плотности, обусловленное поглощением примеси празеодима и поглощением элементом-основы, неодимом. Разность ДА Аф+ргАф является оптической плотностью, обусловленной примесью празеодима, т.е, аналитическим параметром, полученным при учете алгебраической коррекции фона.

При определеним микроколичеств празеодима (на уровне относительно элемента-основы) оказалась существенной зависимость оптической плотности от вида минеральной кислоты и кислотности анализируемого хлорнокислого раствора (см. чертеж). На графике по оси ординат отложены оптическая плотность, обусловленная све- топоглощенмем примеси празеодима, а,по оси абсцисс - значение кислотности анализируемого раствора (кривые 1 и 2 относятся соответственно к соляно-азотно- и хлорно- кислой средам). Анализируемые растворы содержат неодима (в пересчете на оксид) и 2 оксида празеодима (относительно элемента-основы). Независимость ААотконцентрацимхпорной кислоты в интервале и,08-.0,25 М объясняется оптимизацией условий диссоциации микропримеси ионов в хлорнокмслом растворе а npti- сутствии 10 -кратных количеств неодима. С другой стороны 3 соляно- и азотнокислых растворах диссоциация микропримеси Рг практически плотностью подавлена. Кроме того, для области спектра 435-448 нм характер фона хлорнокислого раствора существенно отличается от характера фона в соляно- VI азотнокислых средах, Значения оптической плотности фоновой составляющей, обусловленной собственным светопог- лощением неодима а областях спектра, Быходйщих за пределы диапазона 435-448 км, являются нестабильными м не аппрок- сммируютсй функцией вида (1).

Пример 1. Навеску образца оксида неодима 1 массой 3 г помещают в стакан вместимостью 50 мл, добавляют пипеткой 2 мл воды, 6,5 мл 57%-ной (8,5 М) хлорной кислоты, стакан накрывают часовым стеклом и растворяют сначала при комнатной температуре, а затем при умеренном нагревании (50-60°С). Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу ( в мерный цилиндр) вместимостью 10 мл, доводят объем раствора до метки водой и тщательно перемешивают. Далее раствор фильтруют через сухой фильтр синяя лента в сухой стакан (кислотность фильтрата 0,17 М по хлорной кислоте). Фильтрат проводят в кювету мм и регистрируют усредненные в течение 5 с значения оптических плотностей рри следующих длинах волн: 435, 440, 444, 446 и 448 нм (ширина фотомитруемого участка спектра 1

нм), используя спектрофотометр PU 8800 (Пай Уникам, Англия). Усредненные знач е- нмя оптических плотностей оказались следующими: 0,0001 (при 435 нм), 0,0083 (при 440 нм), 0,0361 (при 444 нм), 0,541 (при 446

нм) и 0,0921 (при 448 нм). Рассчитанные по методу наименьших квадратов коэффициенты (с использованием значений оптических плотностей для четырех фоновыхточек, т,е, для точек, кроме 444 нм), следующие:

,050091195, ,19213679683,

.98308573963 10 ,44190110436 х х10 , а коэффициент корреляции более 0,999985. Подставляя в выражение(1) значения коэффициентов Во, Bi, 82, Вз, а также

значения А 444 нм, находят, что значение оптической плотности фоновой составляющей под максимумом при 444 нм составляет 0,0355. Вычитая из экспериментально найденного значения оптической плотности

при 444 нм (т.е. 0,0361) значение оптической

плотности фоновой составляющей (т.е.

0,0355), получают ,0361Ч),,0006.

Содержание примеси празеодима.в

пробе вычисляют по коэффициенту наклона

градуировочной прямой. Для определения этого коэффициента в мерные колбы (цилиндры) вместимостью 10 мл вводят 0,2, 0,5 и 1,0 мл стандартного раствора празеодима, содержащего 100 мкг/мл оксида празеодима, т.е. 20, 50 и 100 мкг РгеОп, доводят до метки 0,2 М хлорной кислотой и тщательно перемешивают. Регистрацию спектров про-- водят, как указано выше в двух точках: при 435 и 444 нм (так как для стандартного раствора празеодима значения оптической плотности фоновых составляющих слева и справа от максимума одинаковы). Значения ДА следующие 0,0003 (для 20 мкг), 0,0007 (для 50 мкг) и 0,0014 (для 100 мкг). Тогда

коэффициент М наклона градуировочной прямой вычисляют по формуле

М 20 : 0,0003 + 50 : 0,0007 + 100 : 0,0014

3 69841.

Содержание примеси празеодима в образце оксида неодима Мз 1. равно Срг - Ад ,0006 69841 42 мкг.то состав- ляет 0,0014% относительно оксида неодима.

Пример 2, Навеску образца оксида неодима N: 2 массой 3 г помещают в стакан вместимостью 50 мл. добавляют пипеткой 2

мл воды, 6,4 мл 75%-ной (8,5 М) хлорной кислоты, стакан накрывают часовым стеклом и растворяют сначала при комнатной температуе, а затем при умеренном нагревании (50-60°С), Затем охлаждают до ком- натной температуры, переводят в мерную колбу (или мерный цилиндр) вместимостью 10 мл, доводят объем раствора до метки водой м тщательно перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр.синяя лен- та в сухой стакан (кислотность фильтрата 0,08 М по хлорной кислоте) и поступают далее, как в-примере 1. Среднее значение результата равно 0,9 , а стандартное откпонениз 0.3-10 %..

П р м мер 3. Навеску образца оксида неодимаMs 3 массой 3 г помещают в ста кан вместимостью 50 мл, добавляют пипеткой 2 мл воды, 6.г мл 75%-ной (8,5 М) хлсрной кислоты, гтакан накрывают часовым стех- лом и растворяют сначала при комнатной температуре, а затем при умеренном нагревании (50-бО°С), Далее раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу .л мерный цилиндр) вгие- стимостью 10 мл, доводят до метки водой и тщательно перемешивают. Раствор фильтруют через синяя лента в с/хой стакан (кислотность фильтрата 0,25 М по хлорной кислоте) и поступают далее, как в гфимере 1.

При испсльйовании кислотности анали- з«руер«ого растзог:г более 0,25 М по хлорной кислоте (см, опыты 1,6; 2 в;-3 в табл. 1) монотонно ск|лжается оптическая плот- ность и увеличивается погрешность опреде- . При использовании кислотности менее 0,08 М по хлорной кислоте (см. опыт 1, S табп.1) возникают трудности с переводом эналб змрузмого материала в раствор.

При уменьшении времени усреднения регистрируерлого сигнала менее 5 с (см. опыт 2,6 в табл.1) аозрастает погрешность определений, увеличение времени усреднения более 20 с неэффективно из-за того, что метрологические параметры способа практически не улучшаются. Эксперименталь- .мая оценка результатов определения празеодима в зависимости от концентрации неодима в знализируемом растворе приве- дена в табл.2. Опыты проводили на образце оксида неодима, содержащем примесь празеодима на уровне 3 . Анализируемые растворы содержали 0,2 М по свободной хлорной кислоте и переменные количества неодима. В каждом опыте процедуру анализа повторяли по шесть раз при времени усреднения сигналов в течение 10 с.

Оказалось, что при регистрации растворов с концентрацией неодима менее 280 г/л не только снижается чувствительность определений за счет умен ьшенр.я абсолютного количества празеодима, но главным образом возрастает погрешность определений из-за изменения конфигурации фоновой составляющей. По этой же причине возрастает погрешность и при увеличении концентрации неодима более 350 г/л.

Нижняя границе определяемых содержаний, оцененнай по 28-кр.терию, равна 0,б 10 %. Относительное стандартное отклонение единичного определения 0,15- 0,25()для концентраций, превышающих в 3-5 раза минимально определяемые.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет существенно снизить нижнюю границу опое- деляемых содержаний до уровня 10-10%.

Формула изобретения

Способ спектрофотометрического определения примеси празеодима в неодиме, включающий растворение пробы в кислоте, регистрацию оптической плотности анализируемого раствора в максимуме полосы поглощения слева и справа от максимума с последующим вычитанием фокозой составляющей из полезного сигнала, отличающийся тем, что. с целью снижения нижней границы определяемых содержаний в анализируемом растворе, содержащем 270-360 г/л элемента-основы, устанавливают кислотность 0,08-0,25 М геохлорной кислоты, регистрируют усредненные значения оптической плотности в пяти точках области спектра 435-448 им, а значение оптической плотности фоновой составляющей под мак-, симумом полосы поглош.енмя вычисляют по аппроксимационноб вида

Д Во+ВгЯ+ В2- Вз А,

где А - оптическая плотность фоновой составляющей под максимумом полосы поглощения;

Во, Bi, 62, Вз - коэффициенты, рассчитанные по значениям оптических плотностей для четырех точек, расположенных слева и справа от максимума поглощения;

Я-длина волны в максимуме поглощения (444 нм).

Таблица 1

Результаты анализа образцов оксида неодима на содержание примеси празеодима. ЗЬЮ

Таблица 2

-.10

Изобретение относится к аналитической химии. Целью является снижение нижней границы определяемых содержаний. Спектрофотометрируют растворы с кислотностью 0,08-0,25 М по хлорной кислоте. Для расчета прменяют алгебраическую коррекцию фона. 1 ил., 2 табл. аппроксимируется (с коэффициентом корреляции не менее 0,999985) функцией вида A Bo+Bi А+ВаЯ +Вз А (1) где А - значение оптической плотности фоновой составляющей в любой точке области спектра 435-448 нм; Во, BI, 82, Вз - коэффициенты, рассчитанные методом наименьших квадратов по значениям оптических плотностей для четырех точек, расположенных слева и справа от максимума поглощения; А-длина волны в области спектра 435- 448 нм. Подставляя в выражение (1) параметр нм, можно получить значение оптической плотности фона Аф, под максимумом полосы поглощения, а регистрируя усредненное в течение 5-20 с значение оптичеСО о со ю о о

- 7

1 - .-.

V

I

I §р

/-

Л

.:,

. : ,/,

, Г0: :;Щ: /;да

ix..«J,-«,

Редактор Т. Рыбалоаа

Составитель О.Бадтиева

Техред М.МоргенталКорректор Э. ЛВнчаковг

Заказ 4592Тираж Подпь сное .

Государственного комитета по изобретениям т открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул,Гагарина, 101