Результат интеллектуальной деятельности: Люминесцентный способ определения тербия с нолицином

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам люминесцентного определения тербия, и может быть использовано для определения следовых количеств тербия при анализе высокочистых лантанидов.

Из уровня техники известны способы люминесцентного определения тербия в комплексе с органическими реагентами:

Патент РФ № 2412435 «Люминесцентный способ определения тербия». Изобретение относится к области аналитической химии - к способам люминесцентного определения тербия, и может быть использовано для определения следовых количеств тербия при анализе высококачественных лантанидов и в природных водах. В качестве комплексообразователя используется органический реагент (R) - дифениловый эфир сульфосалициловой кислоты (ДЭСК), и в раствор люминесцирующего комплексного соединения тербия с ДЭСК приливают поверхностно-активное вещество (ПАВ) - цетилпиридиний бромистый, в соотношениях Tb:K:ПАВ=1:2:13 и слабыми растворами аммиака и соляной кислоты создают рН=7,5±0,1. Достигается повышение точности, чувствительности и селективности анализа.

Патент РФ № 2194013 «Люминесцентный способ определения тербия». Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам люминесцентного определения тербия. Тербий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R) - метиловым эфиром S-(4-броманилидом) сульфосалициловой кислоты в присутствии катионного поверхностно-активного вещества (ПАВ) хлорида децилпиридиния. Соотношение Тb:R:ПАВ=1: 2: 13, рН 7,9±0,08. Способ отличается высокой селективностью и воспроизводимостью. Он позволяет одновременно определять Tb, Dy, Sm, Eu в оксидах лантаноидов.

Патент РФ № 2506569 «Люминесцентный способ определения тербия». Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу люминесцентного определения тербия. Способ включает перевод тербия в люминесцирующее соединение с органическим реагентом. В качестве реагента используют 1,2-диоксибензол-3,5-дисульфокислоту (ДБСК) и в раствор люминесцирующего комплексного соединения тербия с ДБСК добавляют этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА) в соотношении Тb:ДБСК: ЭДТА=1:1:1 при рН=12,0-13,0.

Недостатками предложенных способов являются недостаточная чувствительность, селективность и устойчивость во времени стояния и облучения, а также высокая трудоемкость получения комплексного соединения и продолжительность анализа.

Задача, решаемая изобретением, заключается в поиске нового реагента, который позволит снизить предел обнаружения, повысит устойчивость, чувствительность, селективность и снизит продолжительность анализа.

Результат достигается тем, что тербий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R) -нолицином (НОЛ), соотношение Тb:R=1:1, при рН=5,9±0,1.

Было изучено соотношение компонентов в комплексе Tb: R методом изомолярных серий и ограниченно-логарифмическим. Согласно полученным данным, соотношение компонентов в комплексе составляет Tb:R = 1:1.

Изучена зависимость I_люм комплекса тербия и реагента от рН раствора. Наибольшая интенсивность свечения раствора комплекса Tb:R наблюдается в интервале рН = 5,5 - 6,2 с максимумом при рН = 5,9±0,1.

В ходе исследования зависимости I_люм Tb с нолицином в растворе от времени созревания и устойчивости при облучении УФ-светом установлено, что раствор комплекса через 20 мин достигает максимального свечения и устойчив до 6-х часов, а затем I_люм снижается. При облучении раствора комплекса Tb с НОЛ I_люм снижается. Результаты приведены в таблице 1.

Исследования проведены на приборе Perkinelmer LS 55 , интенсивность люминесценции комплексов регистрировали при λ=545 нм. По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывали содержание тербия в анализируемом образце. Нижний предел обнаружения тербия с нолицином после сорбционного концентрирования на сорбенте АВ-17 составляет 4,7⋅10^–9 г/мл Tb.

Пример 1.

Для получения растворов хлоридов лантанидов, их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700°С и охлаждают в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов по расчетам их 10^-1 М концентраций обрабатывают соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток рездкоземельных элементов (РЗЭ) растворяют в дистиллированной воде.

Растворы с меньшей концентрацией реагента готовили соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида тербия контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо I. Раствор нолицина с концентрацией 10^-3 М готовят соответствующим разбавлением концентрированного этанольного раствора.

Кислотность среды создают добавлением водного раствора аммиака до рН рН=5,9±0,1. Для определения содержания тербия в оксидах РЗЭ применяли метод добавок.

При добавлении к раствору тербия раствора нолицина, установлении рН=5,9±0,1 и облучении УФ-светом наблюдается свечение зеленого цвета, характерное для ионов тербия.

Пример 2.

Для получения растворов хлоридов лантанидов, их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700°С и охлаждают в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов по расчетам их 10^-3 М концентраций обрабатывают соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток рездкоземельных элементов (РЗЭ) растворяют в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией реагента готовили соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида тербия контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо I.

Раствор нолицина (НОЛ) готовили из точной навески 0, 0798 г, растворяли в этиловом спирте при нагревании в объеме 25 мл. Кислотность среды создают добавлением водного раствора аммиака до рН=5,9±0,1. Измерение рН растворов проводят с помощью универсального иономера ЭВ-74 со стеклянными электродами, прокалиброванными по стандартным буферным растворам. Для определения содержания тербия в оксидах РЗЭ применяли метод добавок.

Пример 3.

Для получения растворов хлоридов лантанидов, их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700°С и охлаждают в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов по расчетам их 10^-5 М концентраций обрабатывают соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток рездкоземельных элементов (РЗЭ) растворяют в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией реагента готовили соответствующим разбавлением. Концентрацию стандартного раствора хлорида тербия контролировали комплексонометрическим методом. Титрование производили в присутствии уротропина, в качестве индикатора использовали арсеназо I.

Раствор нолицина (НОЛ) готовили из точной навески 0, 0798 г, растворяли в этиловом спирте при нагревании в объеме 25 мл. Кислотность среды создают добавлением водного раствора аммиака до рН=5,9±0,1. Измерение рН растворов проводят с помощью универсального иономера ЭВ-74 со стеклянными электродами, прокалиброванными по стандартным буферным растворам. Для определения содержания тербия в оксидах РЗЭ применяли метод добавок.

На фиг. 1. представлена зависимости I_люм от длины волны для растворов Tb (I), нолицина (II) и комплекса Tb с НОЛ (III), С_Tb = C_НОЛ = 1 мл 1⋅10^-3М, рН = 6,0; V = 10 мл; l = 1 см

При добавлении к раствору тербия раствора нолицина, установлении рН=5,9±0,1 и облучении УФ-светом наблюдается свечение зеленого цвета, характерное для ионов тербия.

На фиг. 2. представлена зависимость I_люм раствора комплекса Tb с НОЛ от рН среды, C_Tb = C_НОЛ = 1 мл 1⋅10^-3М; λ = 545 нм; V = 10 мл; l = 1 см

Технический результат, достигаемый изобретением: снижение предела обнаружения, повышение устойчивости, чувствительности и селективности люминесцентного способа определения тербия.