Способ спектрофотометрического определения примеси празеодима в неодиме

 

Изобретение относится к аналитической химии. Целью является снижение нижней границы определяемых содержаний. Спектрофотометрируют растворы с кислотностью 0,08-0,25 М по хлорной кислоте. Для расчета прменяют алгебраическую коррекцию фона. 1 ил., 2 табл. аппроксимируется (с коэффициентом корреляции не менее 0,999985) функцией вида A Bo+Bi А+ВаЯ +Вз А (1) где А - значение оптической плотности фоновой составляющей в любой точке области спектра 435-448 нм; Во, BI, 82, Вз - коэффициенты, рассчитанные методом наименьших квадратов по значениям оптических плотностей для четырех точек, расположенных слева и справа от максимума поглощения; А-длина волны в области спектра 435- 448 нм. Подставляя в выражение (1) параметр нм, можно получить значение оптической плотности фона Аф, под максимумом полосы поглощения, а регистрируя усредненное в течение 5-20 с значение оптичеСО о со ю о о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 21/17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ rKHT CCC". :- l = 1 1Е ИЗОВРЕТННМя

K АВ1ОРГКЙМУ СВИДЕТ = .ЛЬСТВУ (".. 1) 3962396/25 (22) 30.09.85 (46) 07. :.0,9 l, Бr,..ë, ¹ 37 (71) Государс еенный научна-исследоватЕльский и г.роектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" (72) B.Ä.Блу ов, K).À,Çoòîâ, K).È.Måpècoâ и

Л.Г. Н уж де нова (5.3) < 43.42(088,8) (56) H-,ë oëîíà М.П.„Мищенко В.Т. и Полуэкт .в Н,С, Сп ктро ;,стометрическое определн. е примес .I,.-:азеодима и неодима е препаратах u=p евой подгруппы. Заводская лаборатория, 19".4, т. 30, ¹ 9, 10551057, 5ep ..ul-;eI,"::. И.Я., Каминский Ю.Я. Спектробот.-. м три-::ски. анализ в органической химии, Л., Хи ия, 1 /5, 132-133, Изобретение относится к аналитиче :oA химии, а имечно к сгособам определения примеси празеодима в неодиме, и может быть использовано для аналитического контроля производства соединений

РЗЗ повышенной чистоты.

Целью изобретения является снижение нижней границы определяемых содержаний, Способ заключается в следующем. Анализируемый раствор, содержащий 270-360 г/л основы и имеющий кислотность 0,080,25 М по хлорной кислоте облучают светом и регистрируют оптическую плотность в максимуме полосы поглощения.

Оптическая ililQTHocTb фоновой составляющей, обусловленной собственным светопоглощением элемента-основы неодима, Ы1 1363960 А1 (54) СПОСОБ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСИ ПРАЗЕОДИМА В НЕОДИМЕ (57) Изобретение относится к аналитической химии. Целью является снижение нижней границы определяемых содержаний, Спектрофотометрируют растворы с кислоткостью 0,08-0,25 M по хлорной кислоте. Для расчета прменяют алгебраическую коррекцию фона. 1 ил., 2 табл. апп роксимируется (с коэффициентом корреляции не менее 0,999985) функцией вида

A=Ho+Bi if+ В2 + Вз А (1) где А — значение оптической плотности фо- 6 новой составляющей в любой точке области Q спектра 435-448 нм; (с

Во, В1, В2, Вз — коэффициенты, рассчи- С танные методом наименьших квадратов по значениям оптических плотностей для четырех точек, расположенных слева и справа от

° Ъ максимума поглощения;

il- длина волны в области спектра 435448 нм.

Подставляя в выражение (1) параметр

1:=444 нм, можно получить значение оптической плотности фона Аф, под максимумом полосы поглощения, а регистрируя усредненное в течение 5-20 с значение оптиче1363960 ской плотности при 444 нм (т.е. пятую точку в интервале 435-448 нм), получают суммарное значение Аф+Рг оптической плотности, обусловленное поглощением примеси празеодима и поглощением элементом-основы, 5 неодимом, Разность Л А=Аф+рг-Аф является оптической плотностью, обусловленной примесью празаодима, т.е, аналитическим параметром, полученным при учете алгебраической коррекции фона. 10

При определении микроколичеств празеодима(.àуровне 10 ;, относительно weмента-основы) оказалась существенной зависимость оптической плотности от вида минера ьной кислоты и кислотности знали- 15 зируемого хлорнокислого раствора (см, черте>к). На графике по оси ординат отложены оптическая плотность, обусловленная светопоглошением примеси празеодима, а по оси абсцисс — значение кислотности анали- 20 зируемого раствора (кривые 1 и 2 относятся соответственно к соляно-азотно- и хлорнокислой средам). Анализируемые растворы содержат 300 г/л неодима (в пересчете на оксид) и 2 10 ОД оксида празеодима (атно- 25 сительно элемента-основы), Независимость

Ь А от концентрации хлорной кислоты в интервале 0,08-0.,25 M объясняется оптимизацией условий диссоциации микропримеси ионов Pr+3 в хлорнокислом растворе в при- 30 сутствии 105-кратных количеств неадима. С другой cTop0Hbl в оляно- и азотнокислых растворах диссоциация микpol1pMMBGM Рг

+з практически плотностью подавлена. Крома того, для области спектра 435-448 нм характер фоня хлорнокислого раствора существенно отличается от характера фона в соляно- и азотнокислых средах, Значения оптической плотности фоновой составляющей, обусловленноA собственным светопоглощением неодима в областях спектра, выходящих за -ðåäå,ëû диапазона 435-448 нм, являются нестабильными и не аппроксимируются фун|" циеи вида (1)

Пример 1. Нявеску образца оксида неодима М 1 массой 3 г помещают в стакан вместимостью 50 мл, добавляют пипеткой 2 мл воды, 6,5 мл 57";ь-ной (8,5 M) хлорной кислоты, стакан накрывают часовым стеклом и растворяют сначала при комнатной температуре, а затем при умеренном нагревании (50-60 С). Раствор охлаждают до комнатной -гемпаратуры, переводят в мерную колбу (или в мерный цилиндр) вместимостью 10 мл, доводят объем раствора до метKN водой и тщател ь но перемешивают. Далее раствор фильтру.от через сухой фильтр "синяя лента" в сухой стакан (кислотность фильтратя 0,17 М по хлорной кислоте).

Фильтрат про-одят в кювету i=40 мм и регистрируют усредненные в течение 5 с значения оптических плотностей при следующих длинах волн: 435, 440, 444, 446 и 448 нм (ширина фотомитруемого участка спектра 1 нм), используя спектрофотометр PU 8800 (Пай Уникам, Англия). Усредненные значения оптических плотностей оказались следующими: 0,0001 (при 435 нм), 0,0083 (при

44G нм), 0,0361 (при 444 нм), 0,541 (при 446 нм) и 0,0921 (при 448 нм). Рассчитанные по методу наименьших квадратов коэффициенты (с использованием значений оптичаских плотностей для четырех фоновых точек, т,а, для точек, кроме 444 нм), следующие:

Во=221,050091195, В1=-1,19213679683, В2=1„98308573963 10, Ву=9,44190110436 х х10, а коэффициент корреляции более

G,999985. Подставляя в выражение(1) значения коэффициентов Во, В1, Вр, Вз, а также значения il. =444 нм, находят, что значение оптической плотности фоновой составляющей под максимумом при 444 нм составляет

0,0355. Вычитая из экспериментально найденного значения оптической плотности при 444 нм (т.е, 0,0361) значение оптической плотности фоно вой с оста вл я ю щей (т, е.

0,0355), получают h, A=0,0361-0,0359=0,0006.

Содержание примеси празеодима в пробе вычисляют по коэффициенту наклона градуировочной прямой. Для определения этого коэффициента в мерные колбы (цилиндры) вместимостью 10 мл вводят 0.2, 0,5 и

1,0 мл стандартного раствора празеодйма, содержащего 100 мкг/мл оксида празеодима, т.е, 20, 50 и 100 мкг Ргб011, доводят до метки 0,2 M хлорной кислотой и тщательно перемешивают, Регистрацию спектров про-водят, как указано выше в двух точках: при

435 и 444 нм (так как для стандартного раствора празеодима значения оптической плотности фоновых составляющих слева и справа от максимума одинаковы). Значения

ЬА следующие 0,0003 (для 20 мкг), 0,0007 (для 50 мкг) и 0,0014 (для 100 мкг). Тогда коэффициент M наклона градуировочной прямой вычисляют по формуле

20: 0.0003 + 50; 0,0007 + 100: 0,0014

3 — 69841.

Содержание примеси праэеодима в образце оксида неодима М 1. равио Ср;—

- ЬА ° M=O,ООО6 69841=42 мкг. что составляет 0,0014 g, относительно оксида неодиПример 2, Навеску образца оксида иеодима hb 2 массой 3 r помещают в стакан вместимостью 50 мл, добавляют пипеткой 2

1363960 мл воды, 6,4 мл 75 -ной (8,5 M) хлорной кислоты, стакан накрывают часовым стеклом и растворяют сначала при комнатной температуе, а затем при умеренном нагревании (50-60 С). Затем охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу (или мерный цилиндр) вместимостью

10 мл, доводят объем раствора до метки водой и тщательно перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр "синяя лента" в сухой стакан (ки":.,Лотность фильтрата

0,08 М по хлорной кислоте) и поступают далее, как в.примере 1. Среднее значение р чльта-а равно f.g 10 з% стандартное отклонение 0,3 10 ",ь.

П р и M е р 3, г1авеску Образца Оксида неодима ЬЬ 3 массой 3 г помещают в стакан вместимостью 50 мл, добавляют пипеткой 2 мл воды; 6„мл 75 7-ной (8,5 MI хлсрной кислоть., стакан накрывают часовым сте,<роМ и рэстворя от сначала при КОМНВТНоА температуре, а затем при умеренном нагревании (50-60ОС) +алев раствор Охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу ";-или мерный цилиндр) вместимостью 10 мл, доводят до метки водой и тща гельно перемешивают. Раствор фильтруют <врез с, хо . фильтр "синяя лента" в сухой стакан (кислотность фильтрата 0,25 M no хлорной кислот-.:;, и поступают далее, как

8 примере 1.

ipM испсльзовании кислотности анализируемого раствора более 0,25 М по хлорной кислоте (OM. Опыты 1 б; 2 в;3 в табл. 1) монотонно снижается оптическая плОтность и увеличивается погрешность определени. .. При использовании кислотчости менее г,08 M па хлорной кислоте (см. опыт

1. в твбA.1) возникаюT Tpg HocTé c парааодом анализируемоi о материала в раствор, При уменьшении времени усреднения регистрируемого сигнала менее 5 с (см. опыт 2,б в табл.1) возрастает погрешность определений, увеличение времени усреднения более 20 с неэффективно из-за того, что метрологические параметры способа практически не улучшаются, Эксперименталь, ная оценка результатов определения празеодима в зависимости от концентрации неодима в анализируемом растворе приведена в табл.2. Опыты проводили на образце оксида неодима, содержащем примесь празеодима на уровне 3 10 " . Анализируемые растворы содержали 0,2 M по свободной хлорной кислоте и переменные количества неодима. В каждом опыте процедуру анали20 по сравнению с прототипом позволяет су30

40 плотности фоновой составляющей под мак-„ симумом полосы поглошения вычисляют по аппроксимационной фун.:<ции аида

15 за повторяли по шесть раз при времени усреднения сигналов в течение 10 с.

Оказалось, что при регистрации растворов с концентрацией неодима менее 280 г/л не только снижается чувствительность определений за счет уменьшень,я абсолютного количества празеодима, но главным образом возрастает пс решность спределений из-за изменения конфиг :рации фоновой составляющей. По этой же причине возрастает погрешность и при увеличении концентрации неодима более 350 г/л.

Нижняя граница определяемых содержаний, оцененная -:î 2S-критерию, paeIa

0,6 10" . Относитэльное стандартное стклонение единичного определения 0,150,25(п ="6) для концентраций, превышающих в 3-5 раза минимально определяемые.

Таким образом, предлагаемый способ щественно снизить нижнюю граниоз1у определяемых содержаний до уровня 10 -10

Формула изобретения

Способ cnåõòðoôoòoìåòðè÷åñêoãî определения примеси празеодима в неодиме, включающий растворение пробы в кислоте, регистрацию оптической плотности анализируемого раствора в максимуме полосы поглощения слева и справа от максимума с последующим вычитанием фоновой составляющей из полезного сигнала, о л и ч а ош, и и с я тем, что, с целью снижения нижней границы определяемых содержаний в анализируемом растворе, содержащем 270-360 г/л элемента-основы, устанавливают кислотность 0,08-0,25 M геахлорной кислоты, регистрируют усредненные значения опти I8cKoA плотности в пйти точках Области спектра 435-443 нм, а значение оптической где А — оптическая плотность фоновой составляющей под максимумом полосы поглощения;

ВО, В1, Вг, Вз — коэффициенты, рассчитанные по значениям оптических плотностей для четырех точек, располох<енных слева и справа от максимума поглощения, 1 — длина волны в ма.<симуме поглощения (444 нм).

Таблица 1

Результаты анализа образцов оксида неодима на содержание примеси празеодима, 10

1,. Ф

Составитель О.Бадтиева

Редактор Т. Рыбалова Техред М.Моргентал корректор 3. ЛончакОва

Заказ 4592 Тира к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьтнлм ори ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., 4/5

Производственно-издательский ксмбинат "Патент", г. Ужгород, уп. агHj3 на, 101