Способ определения церия инверсионной вольтамперометрией

Способ определения церия инверсионной вольтамперометрией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапнстическнх

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1»927752 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.05.80 (21) 2944876/23-36 (51) M. КЛ.

С 01 F 17/OO

0 01 Pf 27/48 с присоединением заявки J%

1ЪсудерствеииыН комитет

СССР (23) Приоритет (53) УД К 546.655„.

:543.253 (088.8) до делам нзаоретеинй н открытий

Опубликовано 1 5.05.82. Бюллетень М18

Дата опубликования описания 15.05.82

Х. 3. Брайнина, Л. С. Фокина, С. Б. Ильков, аэтвкко.. и A.Â. Антонов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕРИЯ HHBEPCHOHHOA

ВОЛЬТАМ ПЕРОМЕ ТРИ ЕЙ

Изобретение относится к аналитической

;химии, а именно к способам определения элементов инверсионной вольтамперомет рией, в частности церия, в редкоземель ных продуктах высокой чистоты, и может быть использовано в редкометаллической промышленности при аналитическом контроле продуктов редкоземельных элементов иттриевой подгруппы высокой степени чистоты на содержание микроколичеств

-3 -f6 10 церия (и. 10 - и. 10 4 по массе).

Известен способ определения церия в смеси редкоземельных элементов (РЗЭ), заключающийся в концентрировании церия в виде гидроокиси церия ()Ч) на графи S5 товом электроде из раствора 0,1 и. уксуонокислого натрия и 0,1 н. уксусной киолоты и раствора уксуснокислого натрия, содержащего 50 г/л неодима и празелэ дима и 10 г/л иттрия при рН 4-5 и п тенциале электролиза +1,0 В. Диапазон определяемых содержаний церия составляет 4 10 -1 10 % (1) .

Однако этот способ не дает положительных результатов при определении церия в редкоземельных материалах высокой чистоты из-за низкой кислотности раствора. Э

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения церия инверсионной вольтамперометрией, включающий анодное окисление церия в азотнокислом растворе на графитовом электроде в присутствии реагента « осадителя фитина и последующее катодное растворение осадка фитата церия ()т/).

Процесс окисления проводят в среде

0,1-.0,3 н. азотной кислоты при потенциале графитового электрода .1,21,3 В. Концентрирование церия дости - . гается за счет окисления трехвалентного церия и осаждения образующегося четырехвалентного церия фитином. Количеств венную регистрацию содержания церия в растворе проводят путем измерения максимального тока. восстановления, образую40

3 9277 щегося на графитовом электроде соединен ния (2).

Однако при наличии в растворе более

2 Ь/л средних и тяжелых РЗЭ иттриевой подгруппы (С4, Т,))у, Но, Q, Т», gq ) концентрирование церия не происходит, вследствие чего при определении микроколичеств церия в продуктах редкоземельных элементов иттриевой подгруппы не-обходимо предварительное отделение основы. Это обуславливает значительную продолжительность выполнения анализа.

Цель изобретения — сокращение продолжительности анализа.

Поставленная цель достигается тем, -гто согласно способу определения нерия инверсионной вольтамперометрией, вклю- чающим аиодное окисление его в азотнокислом растворе на графитсодержащем электроде в присутствии реагента-осадителя фитина и последующее катодное растворение осадка фитата церня (Й ), при концентрации редкоземельных элемен- . тов и/или иттрия 2-25 г/л окисление проводят в 0,5-0,8 и. азотной кислоте при потенциале графитового электрода от

1,3 до 1,5 В.

Кроме того, при определении церия в окислах гадолиния, тербия при концент, рации РЗЭ в растворе 20-25 г/л окисле-

we проводят в 0,5-0,6 н. азотной кислоте.

С целью определения церия в окислах диспрззия, гольмия, эрбия при концентрации РЗЭ в растворе 5-10 г/л окисление zs проводят в 0,6-0,7 и. азотной кислоте. .С целью определения церия в окислах иттербия, тулия, лютеция при концентрации РЗЭ в растворе 2-3 г/л окисление проводят в 0,7-0,8 н. азотной кислоте.

Сущность способа состоит в том, что окисление церия проводят в таких условиях, при которых не происходит гидролиз РЗЭ и союсаждение церия с образую- 45 щимися при гидролизе гидроокисями

РЗЭ. За счет этого достигается высокая степень концентрирования церия, что позволяет проводить определение микооколичеств цврия в материалах редкозе» ю мельных элементов без отделения основы.

При концентрации в растворе РЗЭ и/или иттрия 2 25 г/л предел обнаружения церия п. 10 -п. 10 % по массе, При концентрации РЗЭ менее 2 г/л не достигается предел обнаружения церия и. 10 % (по массе), а при концентра- . ции РЗЭ более 25 r/ë падает ток вос52 4 становления фитата церия (Ф ). Осуществление процесса при потенциале графитового электрода плюс 1,3-1,5 В относительно насьпценного каломельного электрода позволяет получить оптимальную величину тока катодного восстановления фитата церия (И). При концентрации азотной ки лоты менее 0,5 н. ток восстановления в растворе снижается (в присутствии 6d

ТЕ, Зу, Но, Fiz. ) или практически пол ностью исчезает (в присутствии Щ, Тп, 34 ). При концентрации азотной кислоты более 0,8 н. на электроде происходит разряд ионов водорода, что затрудняет процесс концентрирования церия и не позволяет достичь необходимого предела о б наруж ения.

Пример 1. Навески окисей гадолиния или тербия (пробы и образца

O сравнения) массой 0,5 г растворяют в

7 мл соляной кислоты 1:1 с добавлением

1 мл 30% перекиси водорода -в стаканчиках вместимостью 100 мл, накрывают часовым стеклом, выдерживают на холоду

10 мин, затем упаривают досуха, добавляют 5 мл воды и 2,5 мл 5 н. раствора азотной кислоты. Содержимое стаканчиков разбавляют водой до 25 л. Полученный раствор содержит 25 г л окисей

РЗЭ и 0,5 н. азотной кислоты. Содержимое стаканчиков попеременно переносят в электролизер полярографа ППТ-1, добавляют 2 мл 1% раствора фитина, включают магнитную мешалку. Вводят в электролизер графитовый электрод, предварительно зачищенный до матового блеска, подают напряжение +1,3 В, подсоединяют каломельный электрод и ведут окисление церия на графитовом электроде в течение 20 мин. Отключают мешалку, выдерживают раствор 10 с и автоматически регистрируют катодную поляризационную кривую при линейно меняющемся во времени потенциале с помощью потенциометра КСП-4. Скорость развертки 50 мВ/с.

Максимум тока растворения фитата церия (IV ) наблюдается при потенциале 0,6 В.

Содержание рассчитывают по синтетическому образцу сравнения или добавке, про.веденной через весь анализ по формуле с =СО 8п

О „где С - определяемая концентрация церия, %, C — концентрация церия в образце сравнения, %, — высоты пиков пробы и образcm ца сравнения соответственно, см.

52 6 и тяжелых РЗЭ иттриевой подгруппй без отделения основы, за счет чего время анализа сокращается с 10-15 ч до 11,5 ч.

Формула изобретения

1. Способ определения церйя инверсионной вольтамперометрией, включающий анодное окисление его в азотнокиолом растворе на графитсодержЖцем электроде в присутствии реагента-осадителя фитина и последующее катодное растворесА ние осадка фитата перия (И ), о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью сокрашения времени анализа продуктов редкоземельных элементов иттриевой подгруппы лри концентрации редкоземельных элементов и/или иттрия 2-25 г/л, окисле

we проводят в 0,5-0,8 н. азотной кислоте при потенциале графитового электрода от +1,3 до 1,5 В.

2..Способ по и. 1, о т л и ч а юО шийся тем, что, с целью определения церия в окислах гадолиния, тербия при концентрации редкоземельных элементов в растворе 20-25 г/л окисление прово; дят в 0,5 — 0,6 н. азотной кислоте.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью определения церия в окислах диспрозия, гольмий, эрбия при концентрации редкоземельных элементов в растворе 5-10 г/л окисление про-. водят в 0,6-0,7 н. азотной кислоте.

4. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью определения церия в окислах иттербия, тулия, лютеция при концентрации редкоземельных элементов в растворе 2-3 г/л окисление проводят в 0,7-0,8 н. азотной кислоте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Брайнина Х.3, Рыгайло Т.А.

Определение церия в смеси редкоземель» ных элементов методом пленочной полярографии..Зав. лаб., 1965, 31, N 1, с, 28-30.

2. Авторское свидетельство СССР

N 442244006633, кл. 0 01 Й 27/48, С 01 Р 17/00, 1972.

Е. Данилин ель КорректорМ. Демчик

5 0277

Предел обнаружения церия 1 10 % (по массе). Пример 2. Навески окисей эрбия, гольмия или диспрозия (пробы и образца, сравнения) массой 0,25 r растворяют, как описано в примере 1. После упаривания досуха добавляют 5 мл воды и

3,0 мл,5 н. раствора азотной кислоты. разбавляют водой до 25 мл.. В растворе содержится 10 г/л окисей РЗЭ, О,б н; азотной кислоты. Окисление церия проводят при потенциале +1,4 В. Запись вольтамперной - .кривой и расчет результата анализа проводят также, как описано в примере 1. Предел обнаружения церия 5 10 (по массе).

Пример 3. Навески окисей .иттербия, тулия, лютеция (пробы и образца сравнения) массой 0,05 г растворяют как описано в примере 1. После упарива- 0 ния досуха добавляют 5 мл воды и

4 мл 5 н. раствора азотной кислоты, разбавляют водой до 25 мл. СостаЬ раствора: 2 г/л окисей РЗЭ и 0,8 н. азотной кислоты. Окисление церия проводят при потенциале +1,5 В. Запись вольтамперной кривой и расчет результа-. тов анализа проводят также, как описано в примере 1 . Предел обнаружения церия

1 10 с (по массе). 30

Способ проверен на промышленных о( разцах окисей гадолиния, тербия, диспро. зия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция. Предел обнаружения составляет для окисей гадолиния, тербия - 1 10 >s (по массе), для окисей диспрозия, гольмия, эрбия - 5 ° 10 (по массе)., для окисей иттербия, тулия, лютеция—

1 1 0 (по массе) .

Относительное стандартное отклоне- 40 ние сОставляет не более 0,25.

При определении церия в металлах и солях РЗЭ определение проводят ана.логичным образом. При определении из растворов — к соответствующей алик- 45 вотной части добавляют 7 мл НС8 1:1 и далее определение осуществляют как описано в примерах 1 - 3.

По сравнению с известным цредлагаемый способ позволяет определять .микроколичества церия в продуктах средних

Составитель

Редактор М. Бандура Техред М.Герг

Заказ 3153/31 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПГ1П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4