Способ спектрофотометрического определения примеси празеодима в неодиме

( 9) 6 01 й 21/17 ОГ К. И 11 ЕНМБ Е ИЗОБ К АВ 1 ОРГКйМУ СЬ ДЕТ-.Л ЬСТВ апп роксимируется (с коэффициентом корреляции не менее 0,999985) функцией видаА=ВО+В 1 Л+ В 2 Л, + ВЗ А (1) где А - значение оптической плотности фо д новой составляющей в любой точке области О спектра 435-448 нм; СьВО, В 1, В 2, Вз - коэффициенты, рассчи- С танные методом наименьших квадратов по значениям оптических плотностей для четырех точек, расположенных слева и справа отеаеЪ максимума поглощения;л,- длина волны в области спектоа 435- 448 нм.Подставляя в выражение (1) параметр А:=444 нм, можно получить значение оптической плотности фона Аф, под максимумом полосы поглощения, а регистрируя усредненное в течение 5-20 с значение оптичеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 21) 3962396/2522) 30.09.85(46) 07.".0,91, Бк:л, М 3771) Государсгвенний научна-исследоватЕльский и г.роектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет"(53) 43.42088,8)56) Никонова М,П.Мищенко В.Т, и Полуэктов Н,С, Спктро ;стсметрическое определение примес :азеодима и неодима впрепаратах цер: евой подгруппы. Заводская лаборатория, 1954, т. 30, К. 9, 1055105,Берштей:. И.Я., Каминский Ю.Я, Спектробот м-трич.скии анализ в органическойхимии, Л., Хи ч 1 я, 19 5, 132-133,Изобретение относится к аналитичес.;ой химии, а имечно к способам 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 0,08- 0,25 М по хлорной кислоте облучают светом и регистрируют оптическую плотность в максимуме полосы поглощения,Оптическая плотность фоновой составляющей, обусловленной собственным светопоглощением элемента-основы неодима,(54) С СКОГО ОДИМ 57) Из ской хи ней гр Спектр кОстью расчета цию фо ПОСОБ ОПРЕД АВНЕ обрете мии. Це аницы офотом 0,08-0,2 прмен на. 1 илСПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕЕЛЕНИЯ ПРИМЕСИ ПРАЗЕОДИМЕние относится к аналитичелью является снижение нижопределяемых содержаний, етрируют растворы с кислот М по хлорной кислоте, Для яют алгебраическую коррек- ., 2 табл.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 Ь А=.Аф+рг-Аф является оптической плотностью, обусловленной примесью празеодима, т,е, аналитическим параметром,. полученным при учете алгебраической коррекции фона. 10При Определении микроколичеств празеодима (на уровне 10относительно элемента-Осн О вы) оказалась существенной зависимость Оптич 8 ской плОтности От вида минеральной кислоты и кислотности анели зируемого хлорнокислого раствора (см, чертек). На графике по оси ординат отложены оптическая плотность, обусловленная светопоглошением примеси празеодима, а по оси абсцисс - значение кислотности анэли зируемого раствора (кривые 1 и 2 относятся соответственно к соляно-азотно- и хлорно- кислой средам). Анализируемые растворы содержат 300 г/л неодима (в пересчете на оксид) и 2 10 о/о оксида празеодима (атно сительно элемента-основы), Независимость Ь А от концентрации хлорной кислоты в интервале 0,08-0.,25 М Объясняется оптимизацией условий диссоциации микропримеси ионов Ргз в хлорнокислом растворе в при сутствии 105-кратных количеств неодима. С друГОЙ стОроны в соляно- и азотнокислых растворах диссоциация микропримеси РГ+зпрактически плотностью подавлена, Кроме того, для области спектра 435-448 нм характер Фона хлорнокислого раствора существенно отличается от характера фона в соляно- и азотнокислых средах, Значения Оптич 8 скоЙ плотности фонОвой составляющей, обусловленной собственным светопоглощением неодима в областях спектра, выходящих за пределы диапазона 435-448 нм, являются нестабильными и не аппроксимируются функцией вида (1),П р и м е р 1. Нявеску Образца оксида неодима г 1 массой 3 г помещают в стакан вместимостью 50 мл, добавляют пипеткой 2мл воды, 6,5 мл 57-ной (8,5 М) хлоркой кислоты, стакан накрывают часовым стеклом и растворяют сначала при комнатнойТ 8 мператур 8, а зат 8 м при умер 8 ннОм наГревании (50-6 ООС). Раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу (или в мерный цилиндр) вместимостью 10 мл, доводят объем раствора до метки водой и тгцател ь но перемешивают, Далее раствор фильтруот через сухой фильтр "синяя лента" в сухой стакан (кислотность фильтратя 0,17 М по хлорной кислоте).Фильтрат проводят в кювету 1=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 РО 8800 (Пай Уникам, Англия). Усредненные значения оптических плотностей оказались следующими: 0,0001 (при 435 нм), 0,0083 (при 440 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 оптических плотностей для четырех фоновых точек, т,е, для точек, кроме 444 нм), следующие: 80=221,050091195, В 1=-1,19213679683, В 2=198308573963 10, Вз=9,44190110436 х х 10, а коэффициент корреляции более 0,999985. Подставляя в выражение(1) значения коэффициентов ВО, В 1, В 2, Вз, а также значения А =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 фоновой составляющей (т, е.0,0355), получают Л А=0,0361-0,0355=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 Ргб 011, доводят до метки 0,2 М 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 У наклона градуировочной прямой вычисляют по формуле 20: 0,0003 + 50; 0,0007 + 100; 0,0014 3- 69841.Содержание примеси праэеодима в образце оксида неодима Ь 1, равно Ср = ЬАЯ=О,ООО 6 69841=42 мкг, что состав- ляет 0,0014 ф относительно оксида неодиП р и м е р 2, Навеску образца оксида неодима Ь 2 массой 3 г помещают в стакан вместимостью 50 мл, добавляют пипеткой 2мл воды, 6,4 мл 75%-ной (8,5 М) 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 обьем раствора до метки водой и тщательно перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр."синяя лента" в сухой стакан (кислотность фильтрата 0,08 М по хлорной кислоте) и поступают далее, как в.примере 1. Среднее значение рочльтата равно9 10-з% а стандартное отклонение 0,3 10 %,П р и м е р 3, Яавеску образца оксида неодима % 3 массой 3 г помещают в стакан вместимостью 50 мл, добавляют пипеткой 2 мл воды; с мл 75%-ной 8,5 М) хлорной кислоты, стакан накрывают часовым стеклом и рэстворя 1 от сначала при комнатной температуре, а затем при умеренном нагревании (50-60 С). Далее раствор охлаждают до комнатной температуры, переводят в мерную колбу ,или мерный цилиндр) вместимостью 10 мл, доводят до метки водой и тщательно перемешивают, Раствор фильтруют врез с,хо фильтр "синяя лента" в сухой стакан кислотность фильтрата 0,25 Мпо хлорной кислот-.:;,1 и поступают далее, как В примере 1.Гри испсльзовании кислотности анализируемого раствора более 0,25 М по хлорной кислоте см. Опыты 1,б; 2 в; 3 в табл. 1) монотонно снижается оптическая плОтность и увеличивается погрешность определени.,. При использовании кислотчости менее г,08 М па хлорной кислоте см. опыт 1, в табл.1) возникают трудности с переводом анализируемого 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 М по свободной хлорной кислоте и переменные количества неодима. В каждом опыте процедуру анали 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 уменьшения абсолютного количества празеодима, но главным образом возрастает пс, решность спределений из-за изменения конфиг 1 рации фоновой составляющей. По этой же причине возра. .стает погрешность и при увеличении концентрации неодима более 350 г/л.Нижняя граница определяемых содержаний, оцененная по 23-критерию, равна 0,6 ф 10 "%. Относитэльное стандартное стклонение единичного определения 0,150,25(п ="6) для концентраций, превышающихв 3-5 раза минимально определяемые.Таким образом, предлагаемый способ 20 по сравнению с прототипом позволяет существенно снизить нижнюю границзу определяемых содержаний до уровня 10 -10Формула изобретения Способ спектрофотометрического 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 т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения нижней границы определяемых содержаний в анализируемом растворе, содержащем 270-360 30 г/л элемента-основы, устанавливают кислотность 0,08-0,25 М геохлорной кислоты,регистрируют усредненные значения оптической плотности в пяти точках области спектра 435-448 нм, а значение оптической.А=Во+В т+ В 2 А + ВЗ,". где А - оптическая плотность фоновой составляющей под максимумом пслосы поглощения;Во, В 1, В 2, Вз - коэффициенты, рассчитанные по значениям оптических плотностей для четырех точек, расположенных слева и справа от максимума поглощения;1 - длина волны в максимуме поглоще. ния (444 нм),40 плотности фоновой составляющей под мак . симумом полосы поглошения вычисляют га аппроксимационной функции вида1363960Таблица 1Результаты анализа образцов оксида неодимаз на содержание примеси празеодима, 101363960 АКР ректор ЛбнчакОва Заказ 4592 Тира.к Подйисное ВНИИПИ Государственного комитета до изобретениям и открьтилм ори ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж, Рауыская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп, агарина, 10 дА Оф