Способ количественного определения самария в оксиде эрбия Советский патент 1992 года по МПК G01N21/64 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу высокочистых оксидов лантанидов на содержание в них микропримеси самария. Способ может быть использован также при анализе других неорганических материалов, содержащих в качестве основных и примесных компонентов редкоземельные элементы.

Известно несколько способов люминесцентного определения микроколичеств самария в препаратах оксидов лантанидов с применением комплексных соединений с органическими лигандами. Наиболее широкое распространение в анализе получили комплексные соединения с/ -дикетонами и органическими основаниями.

Однако известно, что интенсивность люминесценции самария в значительной степени зависит от наличия в растворе таких элементов как Се, Pr, Nd, Но, Er, Dy, Tm, которые являются гасителями люминесценции. В их присутствии чувстви- тельность определения самария значительно снижается. Так, например, при определении 0,03 мкг/мл Sm с использованием комплексного соединения с 1,1,1,5,5,5-гексафтор-2,4-гептандионом дооо

О

ел о

пустимо присутствие в растворе 1 мкг/мл Рг и Nd, т.е. возможно определение лишь 3% Sm. При люминесцентном определении самария в экстрактах трибутилфосфата, содержащих смесь различных лантанидов, чувствительность определения составляет 0,5% 5гл20з.

Люминесцентный метод определения самария с использованием комплексного соединения с 2-нафтоилтрифторацетоном и оксидом триоктилфосфина позволяет определять лишь 2% Sm в присутствии посторонних РЗЭ.

Наиболее близким к предлагаемому по технологической сути является способ коли- чественного определения самария в оксидах редкоземельных элементов, основанный на использовании люминесценции бензольного экстракта комплекса с теноилтрифторацетоном и 1,10-фенантро- лином.

Способ осуществляют следующим образом.

В делительную воронку помещают 1 - 2 мл испытуемого слабокислого раствора (рН 4 5) хлоридов, добавляют 1 мл 4%- ного раствора уротропина, 0,1 мл 0,5%-ного спиртового раствора теноилтрифторацето- на и 0,15- 0,25мл 3%-ного раствора фенан- тролина. Разбавляют водой до 5 мл и через 2-5 мин экстрагируют 5 мл бензола, встряхивая в течение 1-2 мин. Отделяют беИзо- льный экстракт и отфильтровывают через небольшой сухой фильтр. Параллельно проводят такой же опыт с раствором об- разца при добавлении стандартного раствора хлорида самария (0,5 - 2 мкг). Записывают спектр флуоресценции обоих бензольных растворов и рассчитывают содержание самария,

К недостаткам способа относится недостаточно высокая чувствительность определения самария - 0,05% и использование канцерогенного растворителя - бензола.

Цель изобретения - снижение предела обнаружения самария в оксиде эрбия -и улучшение условий труда за счет исключения токсичного реагента-бензола.

Цель достигается тем, что в спо- собе количественного определения самария в оксиде эрбия, предусматривающем взаимодействие анализируемой пробы с теноилтрифторацетоном (ТТА), сорбцию образовавшегося комплек- са самария из водно-ацетонового раствора на полимерном сорбенте в присутствии сенсибилизатора в среде уротропинового буфера с последующим возбуждением и регистрацией интенсивности люминесценции самария на сорбенте и расчетом концентрации по величине интенсивности с привлечением метода добавок, в качестве сорбента используют сополимер стирола-дивинилбензола, содержащий функциональные группировки имидазола, а в качестве сенсибилизатора люминесценции - ионы гадолиния, при этом сорбцию проводят из раствора, содержащего 4-5 мкг/мл хлорида гадолиния (в пересчете на GdaOa), 20 - 25% ацетона, при рН раствора 6,5 - 7,0.

Установлено, что интенсивность люминесценции самария на сорбенте зависит от содержания теноилтрифторацетона, ацетона, хлорида гадолиния в растворе, величины рН. Для получения оптимальной 1 люм, необходим 50-кратный избыток ТТА в растворе и рН 6,7, которое создавали с помощью уротропина. Для получения оптимальной 1 люм. необходимо ввести в раствор 40 - 50 мкг хлорида гадолиния (в пересчете на Gd20s). Сорбция проводится из водно-ацетонового раствора, наибольшая 1 люм. самария имеет место при содержании ацетона в растворе 20 об.% (табл.1).

Способ осуществляется следующим образом. Анализируемый оксид эрбия переводят в раствор. В три стаканчика помещают раствор анализируемой пробы, содержащей 50 - 100 мкг оксида эрбия, в два из них добавляют разные количества стандартного раствора хлорида самария, реагенты, и ацетон в таких количествах, чтобы их концентрация составляла: ТТА - 0,025 - 0,03%, Gd203 - 4 - 5 мкг/мл; ацетон -20 -25%:;90- 100 мг сорбента; рН раствора 6,7 - 6,8; проводят сорбцию в течение 10 мин.

Спектры люминесценции регистрируют с помощью спектрометра СДЛ-2 (либо другого спектрофлуориметра) при А 645 нм. Люминесценцию возбуждают ксеноновой лампой ДКсЛ-1000-5. По величине пика люминесценции для раствора пробы и пробы с добавками рассчитывают содержание самария по формуле

х

с h

I x ч- g

где hx, hx+g - высоты пика для пробы и пробы с добавкой;

с.- концентрация добавки.

Интенсивность люминесценции сохраняется на сорбенте в течение суток. Предел обнаружения самария в оксиде эрбия определен по Закритерию и составляет

0,01%.

П р и м е р 1. Навеску оксида эрбия растворяют в соляной кислоте, раствор вы- париваютдо влажных солей, растворяют остаток в дистиллированной воде. Получают раствор с содержанием 1 мг/мл Ег20з. В три стакана помещают по 0,1 мл анализируемого раствора (100 мкг), в два из них вводят разные количества стандартного раствора хлорида самария, 50 мкг водного раствора хлорида гадолиния (в пересчете на GcteOa), 0,4 мл раствора ТТА (0,5%), 2 мл ацетона, 0,50 мл 4%-ного раствора уротропина с рН 6,7, разбавляют до 10 мл водой, добавляют 100 мг сорбента, встряхивают в течение 10 мин, сорбент отфильтровывают, промывают дистиллированной водой, высушивают, записывают 1 люм. Sm на сорбенте при А 645 нм. Содержание самария рассчитывают по методу добавок. Результаты определения самария в оксиде эрбия приведены в табл.2.

Правильность анализа проверяли путем сопоставления результатов определения самария (при содержании 0,05%) с данными, полученными эк- стракционно-люминесцентным мето- дом. Поскольку чувствительность определения самария с применением этого способа составляет 0,05%, то правильность определения самария при более низких содержаниях опреде- ляли методом введено-найдено. Предел

обнаружения самария в оксиде эрбия составляет 0,01%.

Предлагаемый способ позволяет снизить предел обнаружения самария в оксиде эрбия, являющемся гасителем люминесценции, улучшить условия труда за счет исключения токсического реагента- бензола.

Формула изобретения

Способ количественного определения самария в оксиде эрбия, включающий взаимодействие анализируемой пробы с теноилтрифторацетоном, сорбцию образовавшегося комплекса самария из водно-ацетонового раствора на полимерном сорбенте в присутствии сенсибилизатора в среде уротропинового буфера с последующим возбуждением и регистрацией интенсивности люминесценции самария на сорбенте и расчетом концентрации по величине интенсивности с привлечением метода добавок, отличающийся тем, что, с целью снижения предела обнаружения и улучшения условий труда за счет исключения токсичного реагента-бензола, в качестве сорбента используют сополимер стирола-дивинилбен- зола, содержащий функциональные группировки имидазола, а в качестве сенсибилизатора люминесценции - ионы гадолиния, при этом сорбцию проводят из раствора, содержащего 4-5 мкг/мл хлорида гадолиния (в пересчете на Gd203), 20 - 25% ацетона при рН 6,5 - 7,0.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу люминофор- ных и оптических материалов на содержание в них микроколичеств самария. Цель - снижение предела обнаружения самария в растворе оксида эрбия. Способ включает переведение оксида эрбия в хлорид, к которому добавляют в качестве сенсибилизатора люминесценции хлорид гадолиния, раствор теноилтрифторацето- на. Сорбцию проводят из водно-ацетоновых растворов (20 - 25%-ных) в присутствии уротропина в течение 10 мин. Интенсивность люминесценции самария регистрируют непосредственно на сорбенте при А 645 нм. Расчет производят по методу добавок. 2 табл. (Л С

Таблица 1

Таблица2