RU2194013C1

RU2194013C1 - Luminescent method for determining terbium

Info

Publication number: RU2194013C1
Application number: RU2001109565/12A
Authority: RU
Inventors: Р.Д. Ульбашева; Л.А. Алакаева; Ф.Х. Науржанова; С.А. Эльчепарова; Х.Х. Гурдалиев
Original assignee: Кабардино-Балкарский государственный университет
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2002-12-10

Abstract

FIELD: analytical methods. SUBSTANCE: terbium is converted into luminescent complex compound with organic reagent, particularly, sulfosalicylic acid S-(4-bromoanilide) methyl ester, in presence of decylpyridinium chloride as surfactant, ratio of terbium/organic reagent/surfactant being 1:2:13 and pH 7.9+/-0.08. Simultaneously, Tb, Dy, Sm, and Eu can be determined in lanthanoid oxides. EFFECT: increased selectivity and reproducibility of determination. 2 cl

Description

Изобретение относится к области аналитической химии - к способам люминесцентного определения тербия, и может быть использовано для определения следовых количеств тербия при анализе высокочистых лантанидов. The invention relates to the field of analytical chemistry - to methods for luminescent determination of terbium, and can be used to determine trace amounts of terbium in the analysis of high-purity lanthanides.

Известны способы люминесцентного определения тербия в комплексе с органическими реагентами с налидиксовой (1-этил-7-метил-4-он-1,8-нафтиридин-3-карбоновая) кислотой, L,α-метил-β-(3,4-диоксифенил) аланином, салициловой кислотой и диантипирилметаном [Н.С. Полуэктов, Л.И. Кононенко, Н.П. Ефрюшина, С. В. Бельтюкова Спектрофотометрические и люминесцентные методы определения лантаноидов. Киев, Наукова Думка, 1989, с. 120]. Known methods for the luminescent determination of terbium in combination with organic reagents with nalidixic (1-ethyl-7-methyl-4-one-1,8-naphthyridine-3-carboxylic) acid, L, α-methyl-β- (3,4- dioxiphenyl) alanine, salicylic acid and diantipyrylmethane [N.S. Poluektov, L.I. Kononenko, N.P. Efryushina, S. V. Beltyukova Spectrophotometric and luminescent methods for determining lanthanides. Kiev, Naukova Dumka, 1989, p. 120].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ люминесцентного определения тербия, с приминением комплексона - о-оксифенилиминодиуксусную кислоту [SU 566172 oт 25.07.1977]. The closest in technical essence and the achieved result is the method of luminescent determination of terbium, with the use of complexone - o-hydroxyphenyliminodiacetic acid [SU 566172 from 07.25.1977].

Недостатком этого метода является недостаточная чувствительность, селективность и устойчивость во времени стояния и облучения. The disadvantage of this method is the lack of sensitivity, selectivity and stability in time of standing and exposure.

Технический результат, достигаемый изобретением: снижение предела обнаружения, повышение устойчивости, чувствительности и селективности люминесцентного метода определения тербия. The technical result achieved by the invention: reducing the detection limit, increasing the stability, sensitivity and selectivity of the luminescent method for determining terbium.

Результат достигается тем, что в качестве комплексообразователя используется органический реагент (R)-метиловый эфир S-(4-броманилида) сульфосалициловой кислоты (МЭБАСК) и в люминесцирующее комплексное соединение тербия с МЭБАСК приливают поверхностно-активное вещество (ПАВ) - хлорид децилпиридиния в соотношениях Тb: R: ПАВ=1:2:13 и слабым раствором аммиака создают рН 7,9±0,08. The result is achieved by the use of an organic reagent (S) (4-bromoanilide) sulfosalicylic acid (MEBASK) organic reagent as a complexing agent, and a surface-active substance (surfactant), decylpyridinium chloride, is added to the luminescent complex of terbium with MEBASK Tb: R: surfactant = 1: 2: 13 and a weak solution of ammonia create a pH of 7.9 ± 0.08.

Получаемое комплексное соединение тербия с органическим реагентом МЭБАСК в присутствии ПАВ при облучении ультрафиолетовым светом ртутной лампы СВД-120А дает интенсивную люминесценцию зеленого цвета, устойчивую во времени стояния и облучения. The resulting complex compound of terbium with the organic reagent MEBASK in the presence of a surfactant when irradiated with an ultraviolet light of a SVD-120A mercury lamp gives intense green luminescence that is stable during standing and irradiation.

Мицеллярная среда способствует повышению избирательности аналитических определений за счет эффекта селективной солюбилизации, повышения растворимости флуорофоров позволяет увеличить число соединений, определяемых люминесцентным методом. Защитное действие мицелл по отношению ко многим тушителям, молекулам растворителя, увеличение вязкости среды и "жесткости" молекул люминофоров приводит к подавлению безызлучательных процессов, вызывающих тушение люминесценции [Штыков С.Н., Горячева И.Ю. //Оп. и спектр. 1997. Т. 83. 4. С. 698-703]. Перечисленные факторы способствуют повышению точности и воспроизводимости, расширяют интервал линейности градуировочного графика, позволяют многократно использовать мицеллярный раствор для люминесцентного определения тербия предложенным способом. The micellar medium enhances the selectivity of analytical determinations due to the effect of selective solubilization, increasing the solubility of fluorophores allows you to increase the number of compounds determined by the luminescent method. The protective effect of micelles in relation to many quenchers, solvent molecules, an increase in the viscosity of the medium and the "stiffness" of phosphor molecules leads to the suppression of non-radiative processes that cause quenching of luminescence [Shtykov SN, Goryacheva I.Yu. // Op. and spectrum. 1997. T. 83. 4. S. 698-703]. These factors contribute to increasing accuracy and reproducibility, expand the linearity interval of the calibration graph, and reuse the micellar solution for the luminescent determination of terbium by the proposed method.

ПРИМЕР. Определение тербия в оксидах лантанидов. EXAMPLE. Determination of terbium in lanthanide oxides.

Для получения растворов хлоридов лантанидов, их оксиды предварительно прокаливали в течение одного часа в муфельной печи при температуре 650-700^oС и охлаждали в эксикаторе. Навеску оксидов лантанидов по расчетам их 10^-2 М концентраций обрабатывали соляной кислотой и Н₂О₂, а затем раствор выпаривали. Сухой остаток растворяли в дистиллированной воде. Растворы с меньшей концентрацией РЗЭ 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.To obtain solutions of lanthanide chlorides, their oxides were preliminarily calcined for one hour in a muffle furnace at a temperature of 650-700 ^o C and cooled in a desiccator. A portion of lanthanide oxides according to their calculations of 10 ^-2 M concentrations was treated with hydrochloric acid and H ₂ O ₂ , and then the solution was evaporated. The dry residue was dissolved in distilled water. Solutions with a lower REE concentration were prepared by appropriate dilution. The concentration of the standard solution of terbium chloride was controlled by the complexometric method. Titration was performed in the presence of urotropine, Arsenazo I was used as an indicator. When determining the content of terbium ions in REE oxides on working devices, the slit width was selected to be small and the same when working with standard samples and analyzed solutions.

Раствор МЭБАСК 10^-4 М готовили соответствующим разбавлением более концентрированного этанольного раствора. Раствор хлорида децилпиридиния (ХДЦП) 10^-2 М концентрации готовили растворением его навески в дистиллированной воде. Соответствующим разбавлением готовили раствор с меньшей концентрацией. Кислотность среды создавали добавлением водного раствора аммиака до рН 7,9±0,08. Измерение рН растворов проводили с помощью универсального иономера ЭВ-74 со стеклянными электродами, прокалиброванными по стандартным буферным растворам. Для определения содержания тербия в оксидах РЗЭ применяли метод добавок.A MEBAS 10 ^-4 M solution was prepared by appropriate dilution of a more concentrated ethanol solution. A solution of decylpyridinium chloride (CDSP) of 10 ^-2 M concentration was prepared by dissolving its weight in distilled water. An appropriate dilution prepared a solution with a lower concentration. The acidity of the medium was created by adding aqueous ammonia to a pH of 7.9 ± 0.08. The pH of the solutions was measured using an EV-74 universal ionomer with glass electrodes calibrated with standard buffer solutions. To determine the terbium content in REE oxides, the additive method was used.

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=547,2 нм. По величине пиков люминесценции растворов пробы и пробы с добавками рассчитывали содержание тербия в анализируемом образце. Приемником излучения служил фотоумножитель ФЭУ-79. Для регистрации спектров люминесценции использовалась люминесцентная установка, снабженная спектрометром ДФС-24 с самописцем КСП-4. Luminescence was excited by the ultraviolet light of the SVD-120A mercury lamp located in the illuminator OI-18A, equipped with a quartz condenser and an UFS-1,2 light filter. The luminescence intensity of the complexes was recorded at λ = 547.2 nm. The terbium content in the analyzed sample was calculated from the magnitude of the luminescence peaks of the sample solutions and the sample with additives. The radiation detector was an FEU-79 photomultiplier. To record the luminescence spectra, a luminescent device equipped with a DFS-24 spectrometer with a KSP-4 recorder was used.

Предложенный способ позволяет определить тербий в оксидах РЗЭ, являющихся тушителями люминесценции (Eu, Er, Tm) с чувствительностью 10^-6%, минуя стадию экстракции. Чувствительность определения тербия в оксидах остальных лантанидов составляет l0^-8%, а также по сравнению с известным методом он позволяет одновременно определять Eu, Tb, Sm, Dy создавая оптимальные рН растворов, подбирая соответствующие участки спектра люминесценции и соотношения Ме:R:ХДЦП, а также сократить продолжительность анализа.The proposed method allows to determine terbium in REE oxides, which are luminescence quenchers (Eu, Er, Tm) with a sensitivity of 10 ^-6 %, bypassing the extraction stage. The sensitivity of the determination of terbium in the oxides of the remaining lanthanides is l0 ^-8 %, and also, in comparison with the known method, it allows us to simultaneously determine Eu, Tb, Sm, Dy by creating optimal pH solutions, selecting the appropriate parts of the luminescence spectrum and the Me: R: CDP ratio, and also shorten the analysis time.

Claims

1. Luminescent method for the determination of terbium, including its conversion into a luminescent complex compound with an organic reagent (R), characterized in that S- (4-bromanilide) sulfosalicylic acid methyl ester is used as an organic reagent and a cationic surfactant is added to the luminescent complex compound active substance (surfactant) in the ratio Tb: R: surfactant = 1: 2: 13 at pH 7.9 ± 0.08.

2. The method according to p. 1, characterized in that as the surfactant used decylpyridinium chloride.