Новости    Библиотека    Таблица эл-тов    Биографии    Карта сайтов    Ссылки    О сайте


предыдущая главасодержаниеследующая глава

Дифференциальное спектрофотометрическое определение редкоземельных элементов и иттрия (Ю.А. Чериихов, Т.М. Малютина, Б.М. Добкииа)

Дифференциальный спектрофотометрический метод позволяет определять высокие концентрации элементов с точностью весовых и объемных методов. В качестве раствора сравнения используют раствор, содержащий искомый элемент в высокой концентрации, близкой к концентрации испытуемого раствора [1-3].

Для определения рзэ дифференциальным спектрофотометрическям методом использован реагент ксиленоловый оранжевый [4-7]. Спектры поглощения хлоридов рзэ и иттрия, а также ксиленолового оранжевого представлены на рис. 1. Кривые светопоглощения рзэ цериевой и иттриевой групп оказались идентичными. Максимумы светопоглощения комплексов рзэ и иттрия с ксиленоловым оранжевым находятся в области 570 ммк. При равных весовых концентрациях интенсивность окраски комплекса иттрия примерно в полтора раза больше, чем у рзэ (в пересчете на окислы). Максимум светопоглощения ксиленолового оранжевого находится в этих условиях при 444 ммк, а при 570 ммк его светопоглощение в несколько раз меньше, чем у его комплексов с рзэ.

Нами исследована также зависимость светопоглощения ксиленонового оранжевого и его комплексов с рзэ от pH раствора (рис. 2). Для колориметрического определения выбрано pH, равное 5,6, когда разность светопоглощения для комплекса и реактива максимальна. Состав комплекса рзэ с ксиленоловым оранжевым изучен методом изомолярных серий Остромысленского - Жоба при общей молярной концентрации 8-10-5 мол/л (рис. 3). Определено, что неодим и ксиленоловый оранжевый реагируют в молярном отношении 1:1. Кажущийся молярный коэффициент светопоглощения равен 60 000 при 570 ммк, т. е. реакция более чувствительна, чем реакция определения рзэ с арсеназо I [8, 9]. Чувствительность реакции определения рзэ с ксиленоловым оранжевым примерно равна чувствительности определения рзэ с бром-пирогаллолом красным [10].

Между концентрацией и оптической плотностью соблюдается пропорциональная зависимость в интервале 0-700 мкг рзэ (в пересчете на окислы) в 50 мл раствора (рис. 4). В оптимальной области оптических плотностей отклонения от среднего составляли 2-3 отн. % (табл. 1).

При дифференциальном варианте метода в качестве раствора сравнения выбран раствор с концентрацией 500-600 мкг рзэ в 50 мл.

Рис. 1. Кривые светопоглощения ксиленолового оранжевого и его комплексов с Се и Y. 1 - 1 мл 0,2%-ного раствора реагента; 2 - 200 мкг СеО2 + 1 мл 0,2%-ного раствора реагента; 3 - 200 мкг YO2,3 + 1 мл 0,2%-ного раствора реагента
Рис. 1. Кривые светопоглощения ксиленолового оранжевого и его комплексов с Се и Y. 1 - 1 мл 0,2%-ного раствора реагента; 2 - 200 мкг СеО2 + 1 мл 0,2%-ного раствора реагента; 3 - 200 мкг Y2O3 + 1 мл 0,2%-ного раствора реагента

Рис. 2. Зависимость светопоглощения ксиленолового оранжевого и его комплекса с рзэ от pH раствора  1 - 200 мкг рзэ + 1 мл 0,2%-ного раствора реагента по отношению к реагенту; 2-1 жл 0,2%- ного раствора реагента по отношению к воде
Рис. 2. Зависимость светопоглощения ксиленолового оранжевого и его комплекса с рзэ от pH раствора 1 - 200 мкг рзэ + 1 мл 0,2%-ного раствора реагента по отношению к реагенту; 2-1 жл 0,2%- ного раствора реагента по отношению к воде

Рис. 3. Диаграмма состав - оптическая плотность для комплекса неодима с ксиленоловым оранжевым 1 - λ = 570 ммк; 2 - λ =550 мм/с,  Сoбщ =8 × 10-5 моль/л
Рис. 3. Диаграмма состав - оптическая плотность для комплекса неодима с ксиленоловым оранжевым 1 - λ = 570 ммк; 2 - λ =550 мм/с, Сoбщ =8 × 10-5 моль/л

Рис. 4. Калибровочный график для определения рзэ абсолютным спектрофотометрическим методом. λ = 570 ммк; объем 50 мл
Рис. 4. Калибровочный график для определения рзэ абсолютным спектрофотометрическим методом. λ = 570 ммк; объем 50 мл

Таблица 1.  Зависимость оптической плотности от концентрации рзэ (абсолютный метод)
Таблица 1. Зависимость оптической плотности от концентрации рзэ (абсолютный метод)

Таблица 2.  Зависимость оптической плотности от концентрации рзэ (дифференциальный метод)  С0 = 500 мкг LnO2,3 в 50 мл
Таблица 2. Зависимость оптической плотности от концентрации рзэ (дифференциальный метод) С0 = 500 мкг Ln2O3 в 50 мл

Дифференциальная оптическая плотность пропорциональна разности концентраций (АС) в исследуемом растворе и растворе сравнения (рис. 5). Относительная ошибка определений по сравнению с ошибкой абсолютного метода при тех же значениях оптической плотности уменьшается от 2-3 до 0,4-0,6% (табл. 2).

Описываемый метод применен для определения суммы рзэ в их хлоридах и сплавах с магнием. Определению рзэ в указанных объектах не мешают Fe, Al, Th, Ti*; кальций и магний не мешают определению до. 2 мг, при введении их в раствор сравнения - до 100 мг. При других цветных реакциях влияние кальция сказывается в большей степени [8-10].

* (Эти элементы находятся в виде следов или примесей.)

Рис. 5. Калибровочный график для определения рзэ дифференциальным спектрофотометрическим методом. λ = 570 ммк; объем 50 мл; С0 = 500 мкг рзэ
Рис. 5. Калибровочный график для определения рзэ дифференциальным спектрофотометрическим методом. λ = 570 ммк; объем 50 мл; С0 = 500 мкг рзэ

Навеску хлоридов рзэ растворяют в воде (с добавлением в случае необходимости нескольких капель НСl), вводят необходимые реактивы и измеряют оптическую плотность растворов. Данные дифференциального метода совпали с результатами весового анализа (табл. 3).

Метод может быть применен для определения рзэ и при высоком содержании кальция (при комплексонометрическом методе в этом случае определение затруднено из-за неотчетливого перехода окраски).

Таблица 3. Определение рзэ дифференциальным спектрофотометрическим методом
Таблица 3. Определение рзэ дифференциальным спектрофотометрическим методом

Различие атомных весов иттрия и рзэ позволило использовать описанный метод для косвенного определения иттрия в смеси с рзэ, выделенной из минерала типа иттроцерита [11]. Результаты, полученные предлагаемым методом, сравнивались с данными косвенного комплексонометрического определения иттрия. При содержании не менее 20% в смеси рзэ иттрий можно определять с ошибкой 5 отн.%, в то время как ошибка спектрального определения иттрия составляет 10 отн.% [12]. В пробе, содержащей по данным спектрального анализа 18,3%, было определено дифференциальным методом 20,0% Y2O3, косвенным комплексонометрическим - 19,9% Y2O3.

Литература

  1. С. F. Нiskey. Anal. Chem., 21, 1440 (1949).
  2. R. Вastian. Anal. Chem., 21, 972 (1940).
  3. Б. М. Добкина, Т. М. Малютина. Зав. лаб., 24, 1336 (1958).
  4. J. Коrbl, R. Pribil, A. Emr. Chem. Listy, 9, 1440 (1956).
  5. Ю. A. Чepниxов, P. С. Трам:м, К. С. Певзнер. Зав. лаб., 26, 921 (1960).
  6. Т. М. Малютина. Материалы I конференции молодых специалистов по технологии производства редких "металлов и полупроводниковых материалов. М., Гиред- мет, 1961.
  7. В. Ф. Лукьянов, А. А. Мозжорина. Сб.: "Методы определения и анализа редких элементов". М., Изд-во АН СССР, 1961, стр. 158.
  8. Ф. В. Зайковский, В. И. Башмаков а. ЖАХ, 14, 50 (1959).
  9. А. Ф. Кутейников, Г. А. Ланской. ЖАХ, 14, 686 (1959).
  10. J. Herrington, К. С. Steed. Anal. chim. acta, 22, 172 (1960).
  11. П. П. Соловьев. Справочник по минералогии. М., Металлургиздат, 1948.
  12. Ш. Г. Меламед, М. Г. Земскова. Сборник научных трудов Гиредмета, т. 3. М., Металлургиздат, 1961, стр. 169.
предыдущая главасодержаниеследующая глава











© CHEMLIB.RU, 2001-2021
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'Библиотека по химии'

Рейтинг@Mail.ru

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь