Спектрохроматографический анализ окиси лантана (В.Л. Кустас, Г.В. Лазебная, М.К. Загорская) [1963 -

Определение Се, Pr, Nd, Sm, в лантане с чувствительностью 0,005% прямыми спектральными, рентгеноспектральными и химическими методами весьма затруднительно. В частности, при анализе лантана чувствительность определения Се составляет 0,01%, Рr - 0,02%, Nd - 0,04%, Sm - 0,04% [1, 2]. Для повышения чувствительности определения рзэ было использовано предварительное концентрирование примесей на хроматографических колонках. Предлагаемый метод основан на избирательном вымывании сорбированных смолой рзэ раствором трилона Б, с которым наименее устойчивый комплекс образует лантан [3-5].

Условия проведения опытов следующие: катионит КУ-2 в аммонийной форме, элюант - 0,5%-ный раствор ЭДТА, pH 4,2, скорость вымывания 1-1,5 мл/мин. В качестве колонок использовали бюретки диаметром 1 см и длиной 50 см. Опыты проводили с La203, спектральночистой в отношении Pr, Nd и Sm, содержание Се составляло 0,02-0,01%.

Через колонку, заполненную смолой, пропускали 2%-ный раствор LaCl₃ (pH 4). После сорбции лантана колонку промывали водой до исчезновения в элюанте рзэ (реакция с Н₂С₂O₄^*) и ионов хлора (реакция с AgNO₃). Затем через колонку пропускали 0,5%-ный раствор ЭДТА и получали фракции, содержащие рзэ. В выделенных фракциях объемом 200 мл осаждали рзэ насыщенным раствором Н₂С₂O₄ и после переведения оксалатов рзэ в окислы определяли содержание Се, Рг, Nd, Sm методом спектрального анализа.

^* (В случае проскока рзэ осаждали Н₂С₂O₄, осадок отфильтровывали, прокаливали и взвешивали.)

Спектральное определение рзэ осуществляли на дифракционном спектрографе ДФС-3 с решеткой 1200 штр/мм. Метод основан на испарении в дуге постоянного тока высушенной капли 2,5%-ного анализируемого раствора^*, нанесенной на торец графитового электрода. Последний предварительно обрабатывали 3%-ным раствором полистирола в бензоле. Сила тока 8 а, экспозиция 35 сек. Пластинки тип II, чувствительность 16 единиц ГОСТа. Используют 'следующие аналитические пары линий:

Градуировочный график строится в координатах ΔS - lg С.

^* ( 0,025 г La₂O₃, полученных из соответствующих фракций, растворяли в НС1 (1 : 1), раствор выпаривали досуха, а остаток растворяли в 1 мл 1%-ной НС1.)

Анализ проводили методом трех эталонов, которые готовили последовательным разбавлением 1%-ным раствором НС1 исходного раствора, содержащего 1% Се, Pr, Nd, Sm, и последующим разбавлением каждого (в отношении 1:1) 5%-ным раствором LaCl₃. Таким образом была приготовлена серия стандартов, содержащих 0,5; 0,25; 0,1; 0,05; 0,025; 0,01% Се, Рr, Nd, Sm (в пересчете на сухое вещество).

При спектральном анализе получают содержание определяемых элементов в отдельных фракциях. Содержание элементов (в %) в анализируемой окиси лантана рассчитывают далее по формуле

где а - весовое содержание элемента во фракции; n - количество фракций; b - навеска Lа₂O₃, взятая для анализа; с - количество La₂O₃, не сорбированного смолой (проскок).

Как выяснилось, Рг, Nd и Sm концентрируются в первых 3-4 фракциях, Се - в первых 10-12 фракциях (табл. 1). Содержание определяемых рзэ в первых фракциях составляло 0,2-0,02%. В случае более высоких концентраций примесей в окиси лантана содержание их в первых фракциях повышается до 1%.

Таблица 1. Результаты анализа фракций, полученных при обогащении окиси лантана. По данным спектрального анализа, LaO2,3 содержит < 0,02% Се и Рr, <0,04% Nd и Sm

Таблица 1. Результаты анализа фракций, полученных при обогащении окиси лантана. По данным спектрального анализа, La₂O₃ содержит < 0,02% Се и Рr, <0,04% Nd и Sm

Чувствительность определения возрастает по сравнению с прямым спектральным методом более чем на порядок.

Для проверки полноты выделения рзэ полученные фракции вновь подвергали хроматографической обработке. Как оказалось, Pr, Nd и Sm выделяются полностью. Концентрирование же церия осуществляется лишь при повторном проведении процесса (в первых двух фракциях второго цикла было найдено ∼ 0,01% Се).

Правильность результатов, полученных предлагаемым методом, была подтверждена путем введения добавок рзэ к пробам Lа₂О₃ (табл. 2). Воспроизводимость результатов вполне удовлетворительная.

Таблица 2. Результаты определения рзэ (в %) методом спектрохроматографического анализа

Продолжительность полного вымывания рзэ составляет 20 час., но результаты могут быть получены раньше, так как для расчета достаточно проанализировать первые 7-8 фракций.

Точность одного определения характеризуется относительной средней квадратичной ошибкой 4-5%.

Спектрохроматографический анализ окиси лантана (В.Л. Кустас, Г.В. Лазебная, М.К. Загорская)

Литература