Способ люминесцентного определения примеси празеодима в оксидах редкоземельных элементов Советский патент 1991 года по МПК G01N21/64 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения примеси празеодима в различных объектах, и может быть использовано в аналитическом контроле производства редкоземельных элементов (РЗЭ) высоко.й чистоты.

Цель изобретения - снижение нижней границы определяемых содержаний.

Экспериментально установлено, что если анализируемый раствор упарить до кристаллизации солей, остаток растворить в концентрированном растворе хлористого лития, содержащим не менее 18 М по LiCI, и возбудить люминесценцию монохроматическим излучением при 216 нм, то интенсивность люминесценции возрастает не менее, чем в 100 раз. При этом интенсивность свечения существенно зависит от длины волны возбуждающего излучения, при использовании других значений длины волны возбуждения эффект не наблюдается. Увеличение интенсивности люминесценции происходит за счет замены молекул воды, обладающих

тушащим действием на молекулы LiCI. В предлагаемых условиях матричный компонент практически не снижает интенсивность свечения празеодима, в то время, как в известных условиях все без исключения редкоземельные макрокомпоненты снижают интенсивность люминесценции акво- иона празеодима. Это обеспечивает понижение значения предела обнаружения при анализе соединений, РЗЭ в 300 - 350 раз (в зависимости от вида редкоземельной основы).

При определении примеси празеодима в предлагаемых условиях оказалась существенной зависимость интенсивности люминесценции от концентрации хлористого лития в анализируемом растворе. Опыты показали, что снижение концентрации с 18 до 16 М по LICI приводит к понижению интенсивности свечения празеодима примерно на 40%. Увеличение концентрации хлористого лития свыше 18,5- 18,7 М препятствует растворению кристаллизованных солей РЗЭ при проведении анализа.

(Л

с

о

о

Os

GJ о

Пример. Навеску образца оксида неодима массой 2 г помещают в стакан вместимостью 50 .мл, добавляют несколько капель воды, перемешивают содержимое стакана, приливают 10 - 12 мл соляной кислоты (1:1), растворяют при нагревании и упаривают раствор до кристаллизации солей. Далее приливают 10 мл раствора хлористого лития, содержащего 18 М по LICI, и растворяют содержимое стакана при нагревании. Раствор охлаждают при комнатной температуре, фильтруют через сухой фильтр желтая лента в сухой стакан. Фильтрат переводят в кювету 1 10 мл люминесцентного спектрометра, работающего в следующем режиме: ширина щелей монохроматоров возбуждения 10 нм; эмиссии 10 нм; длина волны возбуждения 216 нм; интервал сканирования спектра эмиссии 250 - 320 нм; скорость сканирования 2 нм/с. Максимум полосы празеодима 285 нм, спектр люминесценции регистрируют в режиме трехкратногб усреднения, усредненная высота пика аналитической полосы празеодима 2,5 мм. Содержание примеси празеодима находят методом добавок. Для этого раствор из кюветы присоединяют к основному раствору в стакане, с помощью микропипетки вводят 20 мкл стандартного хлоридного раствора празеодима, содержащего 50 мкг/мл в пересчете на оксид празеодима, т.е. 1 мкг оксида празеодима. Раствор тщательно перемешивают и наливают в кювету люминесцентного спектрометра, работающего в описанном режиме. Усредненная высота пика аналитической полосы празеодима в растворе с добавкой 6 мм. Концентрацию празеодима (%) вычисляют по формуле

X

С -п

пр

10

(hnp-i-Aon-hnp)-M

где С - величина добавки празеодима, т.е. 1 мкг;

hnp - высота пика для раствора пробы, т.е. 2,5 мм;

hnp+доб - высота пика для раствора пробы с добавкой, т.е. 6 мм;

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

Содержание примеси празеодима в образце неодима № 1 3,6-10 %.Для оценки воспроизводимости результатов анализа образца процедуру анализа

повторяли 8 раз. Среднее значения результата 3,8-10 %, а его стандартное отклонение (т е. среднеквадратичная погрешность) 0,7-10 %. Для проверки правильности вводят добавку оксида празеодима на стадии растворения материала пробы в соля ной кислоте 5 %. Раствор с добавкой анализируют. Результат анализа пробы с добавкой 8,, а его стандартное отклонение 1,.

Для оценки возможностей способа проводят аналогичные опыты с образцами окси- дов: лантана, самария, европия и диспрозия.

Нижняя граница определяемых содер жаний, оцененная по 35-критерию(5--стандартное отклонение результатов определений в наиболее чистых образцах оксидов РЗЭ по примеси празеодима) равна . Относительное стандартное отклонение единичного определения 0.2 - 0.3 (п 6) для концентраций, превышающих в 2 - 3 раза минимально определяемые (см. таблицу).Результаты

анализа образцов оксидов РЗЭ и технологических растворов ионообменной установки на содержание примеси празеодима (хЮ ,%) пиведены в таблице .

Таким образом, предлагаемый способ в

сравнении с известным позволяет существенно снизить нижнюю границу определяемых содержаний, кроме того, обладает высокой чувствительностью, так как превосходит возможности нейтронно-активационного анализа.

Формула изобретения

Способ люминесцентного определения

примеси празеодима в оксидах редкоземельных элементов, включающий перевод материала пробы в водный хлоридный раствор, облучение раствора ультрафиолетовым излучением и регистрацию его

свечения в области 250 - 320 нм, по величине которого проводят количественное определение, отличающийся тем, что, с целью снижения нижней границы определяемых содержаний, раствор упаривают до

0 кристаллизации солей, остаток обрабатывают раствором хлористого лития LiCI, содержащим не менее 18 М LICI, до гголного растворения и облучают полученный, раствор монохроматическим излучением с дли5 ной волны 216 нм .

Изобретение относится к аналитической химии. Цель - снижение нижней границы определяемых содержаний. В способе анализируемый раствор обрабатывают раствором хлористого лития при содержании последнего не менее 18 М и облучают излучением с длиной волны 216 нм. 1 табл.