Люминесцентный способ определения тербия с ципролетом
Владельцы патента RU 2784340:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)
Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам люминесцентного определения тербия. Тербий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R) - ципролетом. Соотношение Тb:R=1:2 при рН=5,9±0,1. Технический результат – повышение точности, а также возможность одновременно определять Tb, Dy, Sm, Eu в оксидах лантаноидов. 3 ил.
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.
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 снижении предела обнаружения, повышение устойчивости, чувствительности, селективности и снижение продолжительности анализа.
Результат достигается тем, что тербий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R) - ципролетом (ЦП), соотношение Тb:R=1:2, при рН=5,9±0,1.
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 10-3 М концентраций обрабатывают соляной кислотой и Н2О2, а затем раствор выпаривают. Сухой остаток редкоземельных 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 10-5 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.
Растворы ципролета (ЦП) готовили из точной навески 0,0964 г, растворяли в этиловом спирте, отфильтровали раствор и переносили в мерную колбу на 50 мл.
С17Н21FClN3O4 (ЦП)
МВ=385,5 г/моль
Исследования проводили 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.
Нами обнаружено, что тербий ярко люминесцирует в комплексе с ципролетом (ЦП) при облучении УФ-светом ртутной лампы. Проведено исследование раствора Tb в комплексе с ЦП в интервале длин волн 500-600 нм. Установлено, что Tb в комплексе с ЦП интенсивно люминесцирует в интервале длин волн 520-560 нм с максимумом при λ=545 нм. В этой области в условиях эксперимента отсутствует люминесцентное свечение растворов европия и ципролета. (рис. 1).
Спектрофотометрическое исследование растворов Tb в комплексе с ЦП показало, что растворы реагента и комплекса Tb с ЦП световую энергию поглощают в интервале длин волн 220-280 нм. В этом интервале поглощательная способность раствора тербия минимальна.
В ходе исследования влияния концентрации реагента на Iлюм раствора комплекса Tb с ЦП (рис. 2) установлено, что достаточным для растворов комплекса, содержащих 0,5 мл 1∙10-3 М Tb, является добавление 1 мл 1∙10-3 М раствора реагента. Растворы комплекса Tb с ЦП начинают максимально светиться сразу после сливания всех реагентов и создания рН = 5,9 и остаются устойчивыми более суток (табл. 1).
Как видно из рис. 2, соотношение компонентов в комплексе Tb с ЦП равно Tb:ЦП = 1:2.
Подобраны оптимальные условия комплексообразования Tb с ЦП путем исследования влияния различных факторов. На рис. 3 представлены результаты изучения зависимости Iлюм раствора комплекса Tb с ЦП от рН среды растворов.
Исследовано влияние других ионов РЗЭ на интенсивность свечения раствора комплекса Tb с ЦП. Согласно полученным данным, введение других РЗЭ, а также d-элементов в растворы комплекса Tb с ЦП приводит к снижению Iлюм в разной степени (табл. 2, 3).
Нижний предел обнаружения Tb в комплексе с ЦП составляет 2,8⋅10-8 г/мл Tb. После сорбционного концентрирования ионов Tb в комплексе с ЦП на сорбенте АВ-17 нижний предел обнаружения снизился на два порядка и составил 9,35⋅10-10 г/мл Tb.
Технический результат, достигаемый изобретением: снижение предела обнаружения, повышение устойчивости, чувствительности и селективности люминесцентного способа определения тербия.
Люминесцентный способ определения тербия, включающий перевод его в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом (R), отличающийся тем, что в качестве органического реагента используют ципролет в соотношениях Тb:R=1:2 при рН=5,9±0,1.
