Фотометричний спосіб визначення мікрокількостей рідкісноземельних елементів, зокрема се (ііі), в присутності лужноземельних елементів

Фотометричний спосіб визначення рідкісноземельних елементів, зокрема Се(ІІІ), в присутності лужноземельних елементів, який включає додання хлорфосфоназо IIІ до розчину, що аналізується, встановлення рН, реєстрацію оптичної густини розчину на спектрофотометрі і визначення вмісту церію за допомогою градуювального графіка, який відрізняє ться тим, що в розчин, який аналізується, додатково додають молібдат натрію у концентрації 0,06-0,08моль/л, після чого створюють рН=2,0-2,2 і додають хлорфосфоназо III в концентрації 5.10-5 - 6.10-5моль/л. (19) (21) a200700830 (22) 26.01.2007 (24) 25.11.2008 (46) 25.11.2008, Бюл.№ 22, 2008 р. (72) ГАЙДУК ОЛЬГА ВАСИЛІВНА, U A, ПАНТАЛЕР РЕВОЛЬД ПЕТРОВИЧ, U A, БЛ АНК АВРАМ БОРИСОВИЧ, UA (73) ДЕРЖАВНА НАУКОВА УСТАНОВА "НАУКОВО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОМПЛЕКС "ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ" НАН УКРАЇНИ, U A (56) SU 672153, 05.07.1979 Иванов В.М., Ермакова Н.В. Оптические и цветометрические характеристики комплексов эрбия с арсеназо I, арсеназо III и хлорфосфоназо III // Вес 3 84780 ряють оптичну густин у на спектрофотометрі при 668нм при визначенні La або при 644нм при визначенні Се(ІІІ) та визначають вміст елементів за допомогою градуювальних графіків. Відомий фотометричний спосіб визначення мікрокількостеь рідкоземельних елементів, зокрема Се (III) та європію (Еu) [Нестерова М.Д., Цыганова З.Ф., Прозоровская Н.В. // Зав. лаб. 1986, т.52, №2, с. 8-9], за яким до розчину, що аналізується, додають 10мл 0,01 М соляної кислоти, 5мл буферного розчину з рН = 1,8 та 2мл 0,1%-ного (1,3.103 М) розчину арсеназо III, після чого суміш 0,01 М соляною кислотою доводять до об'єму 50мл, через 15 хвилин виміряють оптичну густину розчину на фотоколоріметрі зі світлофільтром № 8 та визначають вміст елементів за допомогою градуювальних графіків. Відомий також найбільш поширений фотометричний спосіб визначення мікрокількостей рідкоземельних елементів, зокрема ербію (Еr) [Ермакова Н.В., Иванов В.М. // Вестник Моск. университета. Сер. 2. Химия. 2002, т. 43, №3, с.162-166], за яким до розчину, що аналізується, додають 7мл 0,01%-вого (1,3.10-3М) розчину арсеназо ІІІ, створюють рН=3, розчин розбавляють водою до об'єму 25мл, виміряють оптичну густину на спектрофотометрі при 650нм та визначають вміст ербію за допомогою градуювального графіка. Усі способи, що наведені вище, неселективні: реагенти, що використовуються (хромазурол S, бромпірогаловий червоний, арсеназо III), взаємодіють з багатьма елементами, у тому числі з лужноземельними, з утворенням забарвлених комплексних сполук. При визначенні РЗЕ в присутності ЛЗЕ за наведеними вище способами необхідно застосовувати складні і тривалі методи їх розділення. Найбільш близьким до запропонованого винаходу є прийнятий нами як прототип спосіб визначення мікрокількостей рідкоземельних елементів, зокрема ербію (Еr) [Иванов В.М., Ермакова Н.В. Вестник Моск. университета. Сер. 2. Химия. 2000, т.41, №3, с. 174-177], за яким до розчину, що аналізується, додають 5мл 0,01%-вого (1,3.10-4М) розчину хлорфосфоназо III, створюють рН = 3, розбавляють розчин водою до об'єму 25мл, виміряють оптичну густину на спектрофотометрі при 670нм та визначають вміст ербію за допомогою градуювального графіка. Хлорфосфоназо III (ХФ) - 2,7-бис-(4-хлор-2фосфонобензолазо)-1,8-диоксинафталін-3,6дисульфонова кислота - відомий як реагент, що застосовується для визначення ряду елементів, в тому числі рідкоземельних і лужноземельних металів; він в однаковій мірі взаємодіє як з РЗЕ, так і з ЛЗЕ з утворенням комплексів, максимум світлопоглинання яких знаходиться в області 610-680нм. Таким чином, наведений вище спосіб не є селективним, хлорфосфоназо III не може бути використаний для визначення мікрокількостей рідкоземельних елементів в присутності лужноземельних елементів. В основу винаходу поставлено задачу розробки простого та селективного способу визначення 4 рідкоземельних елементів, зокрема Се(ІІІ), в присутності лужноземельних елементів. Рішення поставленої задачі забезпечується тим, що в фотометричному способі визначення рідкоземельних елементів, зокрема Се(ІІІ), в присутності лужноземельних елементів, який включає додання хлорфосфоназо III до розчину, що аналізується, встановлення рН, реєстрацію оптичної густини розчину на спектрофотометрі і визначеннг вмісту церію за допомогою градуювального графіка, згідно з винаходом, в розчин, який аналізується, додатково додають молібдат натрію у концентрації 0,06 - 0,08моль/л, після чого створюють рН = 2,0-2,2 і додають хлорфосфоназо III в концентрації 5.10-5 - 6.10-5моль/л. Додаткове введення в розчин, що аналізується, молібдата натрію у концентрації 0,060,08моль/л приводить до утворення забарвленого трикомпонентного різнометального комплексу, що має склад Се(III)-ХФ-Mo(VI) = 1:1:1, при цьому, як показали дослідження, молібдат натрію маскує ЛЗЕ, утворюючи з ними безбарвні гетерополісполучення. Експеріментально визначено межі кислотності середовища і концентрації реагентів при визначенні церію. Для визначення мікрограмових кількостей Се(ІІІ) оптимальними є концентрація 5×10-5 6×10-5моль/л для хлорфосфоназо IIІ та 0,060,08моль/л для молібдата натрію (Nа2МоO4), рН середовища при цьому має дорівнювати 2,0-2,2. Концентрація хлорфосфоназо III не нижче 5.10-5моль/л необхідна для досягнення повноти взаємодії з Се(ІІІ). При концентрації вище 6 .105 моль/л надлишок реагенту взаємодіє з ЛЗЕ, внаслідок чого суттєво знижується правильність способу, адже результат стає завищеним. Концентрація молібдату натрію нижче 0,06моль/л недостатня для повного маскування ЛЗЕ. Збільшення концентрації призводить до зниженню чутливості визначення Се(IIІ). При вивченні залежності світлопоглинання розчинів від кислотності середовища встановлено, що область існування трикомпонентного різнометального комплекса Се(III)-ХФ-Мо(VІ) лежить в інтервалі рН 2,0-2,2. Зміна рН приводить до руйнування трикомпонентного комплекса і утворення двокомпонентних комплексів рідкоземельних та лужноземельних елементів з хлорфосфоназо III, тобто до зниження селективності способу. В таблиці 1 наведені дані, що підтверджують вибір концентрацій реагентів та рН. В таблиці 2 наведені дані, що підтверджують відсутність впливу присутності лужноземельних елементів (Са, Sr) на визначення Се(ІII). Спосіб реалізується за наступним прикладом. До розчину, що аналізується, додають 4мл розчину молібдату натрію з концентрацією 0,5моль/л, за допомогою 1М НСl і цитратного буферного розчину встановлюють рН = 2,1-2,2, потім додають 1,5мл 1.10-3М розчину хлорфосфоназо III, розбавляють до об'єму 25мл водою, після чого через 30 хвилин вимірюють оптичну густин у розчину на спектрофотометрі при 690нм в порівнянні з контрольним розчином, що не містить церію. Вміст Се(ІІІ) в розчині визначають за допомогою 5 84780 градуювального графіка, який будують за відомою методикою у координатах: "оптична густина - маса Се(ІІІ), мкг". Як видно з даних таблиці 1, рішення поставленої задачі забезпечується лише в межах параметрів, що заявляються. Вихід за граничні значення приводить або до завищення, або до заниження результатів способу. 6 Селективність запропонованого способу підтверджується даними таблиці 2. Спосіб дозволяє визначати мікрограмові кількості Се(ІIІ) в присутності лужноземельних елементів, молярна концентрація яких перевищує концентрацію РЗЕ в 100 разів. Таблиця 1 Введено 20мкг Се(ІІІ) та 720мкг Sr Концентрація хлорфосфоназо III, моль/л 3.10-5 4.10-5 5.10-5 6.10-5 7.10-5 5.10-5 5.10-5 5.10-5 5.10-5 5.10-5 5.10-5 5.10-5 5.10-5 5.10-5 5.10-5 5.10-5 Концентрація Na2MoO4, моль/л 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 рH Знайдено Се(III), мкг 2,2 2,1 2,2 2,1 2,2 2,2 2,2 2,1 2,2 2,2 1,9 2,0 2.1 2,2 2,3 2,4 18,6±1,7 19,1±1,2 20,5±0,8 20,0±1,0 22,2±2,4 18,8±2,7 20,2±1,2 19,7±1,0 20,5±0,9 20,7±1,6 17,9±2,5 19,5±1,5 19,9±0,8 20,5±1,0 23,2±1,9 29,5±1,7 Таблиця 2 Введено Се(ІІІ) моль/л мкг 2,86.10-6 10 5,72.10-6 20 2,86.10-6 10 5,72.10-6 20 Концентрація ЛЗЕ, моль/л Са Sr 3.10-4 3.10-4 3.10-4 3.10-4 Запропонований спосіб є простим у використанні, дає змогу швидко і надійно визначати до 0,1% РЗЕ, зокрема Се(ІП), у об'єктах, що досліджуються. Можливість визначати мікрограмові кількості рідкоземельних елементів, зокрема церію, в присутності значно переважаючих кількос Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін Знайдено Се(ІІІ), мкг 10,8±0,8 20,1±1,0 10,1±0,7 20,6±1,2 Відносне стандартне відхилення 0,05 0,06 0,11 0,07 тей лужноземельних елементів дозволяє використовувати цей спосіб для рішення складних задач сучасного матеріалознавства, наприклад, при виробництві сцинтиляційних матеріалів на основі солей лужноземельних елементів, активованих рідкоземельними елементами. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601