Люминесцентный способ определения тербия с метилэтиловым эфиром сульфосалициловой кислоты
LUMINESCENT METHOD FOR DETERMINATION OF TERBIUM WITH METHYL ETHYL ETHER OF SULFOSALICYLIC ACID

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) - метилэтиловым эфиром сульфосалициловой кислоты, соотношение Тb:R=1:1, при рН=7,0±0,1.
-6
-9
Предложенный способ позволяет определить тербий в оксидах РЗЭ, являющихся тушителями люминесценции (Eu, Er, Tm) с чувствительностью 10%, минуя стадию экстракции. Чувствительность определения тербия в оксидах остальных лантанидов составляет 10%, а также по сравнению с известным способом он позволяет одновременно определять Eu, Tb, Sm, Dy создавая оптимальные рН растворов, подбирая соответствующие участки спектра люминесценции и соотношения Ме:R, а также сократить продолжительность анализа.
Получаемое комплексное соединение тербия с органическим реагентом - метилэтиловым эфиром сульфосалициловой кислоты при облучении ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А дает интенсивную люминесценцию зеленого цвета, устойчивую во времени стояния и облучения.
Пример 1.
-3
2
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 М концентраций обрабатывают соляной кислотой и НО, 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. При определении содержания ионов тербия в оксидах РЗЭ на рабочих приборах ширина щели подбиралась небольшой и одинаковой при работе со стандартными образцами и анализируемыми растворами.
-3
Раствор метилэтилового эфира сульфосалициловой кислоты 10 М готовят соответствующим разбавлением концентрированного этанольного раствора. Кислотность среды создают добавлением водного раствора аммиака до рН 7,0±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.
Люминесценцию возбуждали ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А, находящейся в осветителе ОИ-18А, снабженном кварцевым конденсором и светофильтром УФС-1,2. Интенсивность люминесценции комплексов регистрировали при λ=543 нм. По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывали содержание тербия в анализируемом образце. Приемником излучения служил фотоумножитель ФЭУ-79.
При добавлении к раствору тербия раствора метилэтиловым эфиром сульфосалициловой кислоты, установлении рН = 7,0±0,1 и облучении УФ-светом наблюдается свечение зеленого цвета, характерное для ионов тербия.
Пример 2.
-5
2
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 М концентраций обрабатывают соляной кислотой и НО, 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. При определении содержания ионов тербия в оксидах РЗЭ на рабочих приборах ширина щели подбиралась небольшой и одинаковой при работе со стандартными образцами и анализируемыми растворами.
-5
Раствор метилэтилового эфира сульфосалициловой кислоты 10 М готовят соответствующим разбавлением концентрированного этанольного раствора. Кислотность среды создают добавлением водного раствора аммиака до рН 7,0±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.
Люминесценцию возбуждали ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А, находящейся в осветителе ОИ-18А, снабженном кварцевым конденсором и светофильтром УФС-1,2. Интенсивность люминесценции комплексов регистрировали при λ=543 нм. По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывали содержание тербия в анализируемом образце. Приемником излучения служил фотоумножитель ФЭУ-79.
При добавлении к раствору тербия раствора метилэтиловым эфиром сульфосалициловой кислоты, установлении рН = 7,0±0,1 и облучении УФ-светом наблюдается свечение зеленого цвета, характерное для ионов тербия.
Было изучено соотношение компонентов в комплексе Tb: R методом изомолярных серий и ограниченно-логарифмически. Согласно полученным данным, соотношение компонентов в комплексе составляет Tb:R = 1:1.
I
люм
Изучена зависимость  комплекса тербия и реагента от рН раствора. Наибольшая интенсивность свечения раствора комплекса Tb:R наблюдается в интервале рН = 6,8 - 8,5 с максимумом при рН = 7,0±0,1.
I
I
С
V =
люм
люм
R
-3
-3
-3
-3
-3
Исследовано влияние концентрации реагента на  раствора комплекса Tb:R. Для этого берут 0,5 мл 1⋅10 М раствора Tb и 0,5∙10 М раствора метилэтилового эфира сульфосалициловой кислоты при рН = 7,0±0,1. Согласно полученным данным  раствора комплекса Tb с метилэтиловым эфиром сульфосалициловой кислоты возрастает до  = 1,0 мл 1⋅10М, а затем остается постоянной. Для растворов, содержащих 0,5 мл 1⋅10М Tb в 10 мл достаточным является добавление 0,5 мл 1⋅10М раствора метилэтиловым эфиром сульфосалициловой кислоты.
I
I
I
люм
люм
люм
В ходе исследования зависимости  Tb с метилэтиловым эфиром сульфосалициловой кислоты в растворе от времени созревания и устойчивости при облучении УФ-светом установлено, что раствор комплекса через 20 мин достигает максимального свечения и устойчив до 2-х часов, а затем  снижается. При облучении раствора комплекса Tb с ДЭСК  снижается.
Технический результат, достигаемый изобретением: снижение предела обнаружения, повышение устойчивости, чувствительности и селективности люминесцентного способа определения тербия.