Способ люминесцентного определения кюрия в растворах

 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам люминесцентного определения кюрия, и может Зыть использовано для повышения селективности и упрощения анализа разбавленных растворов плутония и америция. В три пробирки отбирают по 4 МП анализируемого раствора кюрия (Cm) с рН около 1,5. Первую пробирку используют как контрольную, а во вторую и третью добавляют известные количества стандартного раствора Cm так, чтобы его концентрация увеличивалась в 3-10 раз. Затем во все пробирки добавляют по 0,1 мл 0,5 М свежеприготовленного раствора паравольфрамата натрия (или кремневольфрамата калия) и доводят объем всех растворов до 5 мп. С помощью 0,1 М раствора NaOH корректируют рН среды до 6,6 и после 5-минутной вьщержки измеряют интенсивность люминесценции. 1 з.п. ф-лы, 5 табл. (/) 00 4 СЛ 00

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (S1) 4 С 01 N 31/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ i ÅÒ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3885644/31-26 (22) 04.03.85 (46) 30.09.87, Бюл. 9 36 (71) Институт физической химии АН СССР (72) А.Б. Юсов и А.М. Федосеев (53) 543.062(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1251677, кл, С 01 N 31/22, 1984. (54) СПОСОБ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КЮРИЯ В РАСТВОРАХ (57) Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам люминесцентного определения кюрия, и может эыть использовано для повышения селективности и упрощения анализа разбавленных растворов плутония и америция. В три пробирки отбирают по 4 мл анализируемого раствора кюрия (Cm) с рН около 1,5. Первую пробирку используют как контрольную, а во вторую и третью добавляют известные количества стандартного раствора

Cm так, чтобы его концентрация увеличивалась в 3-10 раз. Затем во все пробирки добавляют по 0,1 мл 0,5 М свежеприготовленного раствора паравольфрамата натрия (или кремневольфрамата калия) и доводят объем всех растворов до 5 мл. С помощью О, 1 М раствора NaOH корректируют рН среды до 6,6 и после 5-минутной выдержки измеряют интенсивность люминесценции.

1 з.п. ф-лы, 5 табл.

1 13

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения кюрия, и может быть использовано для его определения в разбавленных растворах плутония и америция. Опредению не мешает присутствие америция (III) в концентрации до 10 моль/л.

Цель изобретения — повышение селективности и упрощение анализа.

Пример 1. Определение в растворе паравольфрамата натрия.

В три пробирки отбирают по 4 мл анализируемого раствора кюрия (рН около 1,5), приготовленного из стандартного раствора. Концентрация

Cm(N0 ), в анализируемом растворе — 7

1,4 10 моль/л. Первую пробирку используют как контрольную, а во вторую и третью добавляют известные количества стандартного раствора кюрия так, чтобы его концентрация по сравнению с контрольной пробиркой уве личилась в 3-10 раз. Затем в пробирки добавляют по 0,1 мл 0 5 моль/л свежеприготовленного раствора паравольфрамата и доводят объем растворов до 5 мл. Концентрация вольфрама в растворах 10 моль/л. С помощью

0,1 моль/л раствора NaOH корректируют рН растворов до 6,6 и после 5-минутной ныдержки измеряют интенсивность люминесценции кюрия но всех растворах, возбужденной азотным лазером.

Идентификацию осуществляют по максимуму ломинесценции при 604 нм и врео мени жизни 750 мкс (25 С). Найденная концентрация кюрия в контрольном растворе, рассчитанная из сравнения интенсивности его люминесценции с интенсивностью люминесценции второго и третьего растворов, составляет

1,05 10 моль/л или в пересчете на исходный анализируемый раствор 1,31"

«10 моль/л.

Определение кюрия при других концентрациях комплексообразователя приведены в табл. 1 (условия см. R примере 1) .

Пример 2. Определение в растворе кремневольфрамата калия.

В три пробирки отбирают по 4 ь1л анализируемого раствора кюрия (рН 3,0), приготовленного из стандартного раствора. Концентрация кюрия в анализируемом растворе 1,6 "

«10 моль/л. Первую пробирку используют как контрольную, а во вторую

41578 г и третью добавляют известные количестна стандартного раствора кюрия.

Затем н пробирки добавляют по 0,5 мл

10 моль/л растнора кремненольфра5 мата калия и доводя" объем растворов до 5 мл (если даже небольшое разбавление анализируемого раствора кюрия нежела.ельно, т.е, если кон10 центрация кюрия в нем близка к минимально определяемой, то кремненольфрамат можно вводить в анализируемый раствор в твердом виде). Концентрация кремневольфратама в раст— "J ворах 10 моль/л, Благодаря буферному действию кремневольфратама рН растворов устанавливают равным 5,8 °

После 5 минутной выдержки измеряют интенсивность люминесценции кюрия во всех растворах ° Идентификацию осуществляют по максимуму люминесценции при 604 нм и времени жизни люминесценции 70 мкс (25 С). Найденная концентрация кюрия в контрольной пробирке 1 32 10 моль/л, или в пересчете на исходный анализируемый раствор 1,65 10 моль/л.

Пример 3, Определение в растворе кремненольфрамата калия. эп В три пробирки отбирают по 2 мл анализируемого раствора следующего состава: (Ам(11ТЯ 1, 28 10 моль/л, LCm(III)) 5, 1 10 моль/л (концентрация кюрия огределялась методом -спектрометрии) и рН 3,5 ° Во вто35 рую и третью пробирки добавляют известные количества стандартного раствора кюрия, но все пробирки добаво ляют по 0,9 мп 10 моль/л раствора

4 кремневольфра, ата и доводят объемы до 3 мл, Концентрация кремневольфра1 мата н растворах 3 10 моль/л, рН 5,9. Далее определение проводят аналогично указанным примерам, концентрация кюрия составляет 6, 13 «

45 7 *

«10 моль/л. Расхождение с даннымп к.-спектрометрического анализа 17Х.

Определение кюрия и зи других концентрациях комплексообраэователя приведены в табл, 2 (условия см. н

50 примере 2) ., Вне заявленных пределов рН поливольфраматные ионь: разрушаются (более прочен кремненольфрамат-ион., что обусловливает более широкий диа55 пазон рН его устойчивости). Разрушение происходит тем быстрее, чем больше рН раствора отличается от значений, приведенных н формуле изоб41578

Таблица 1

Обоснование границ концентраций паравольфрамата натрия

Пример

jr (4 (5

Показатели

Концентрация паравольфрамата, моль/л

1О

10

10

Предел обнаружения кюрия, моль/л

5 10 8 10 2 10 5 10 4 10 з 13 ретения. В соответствии с этим люминесцирующие комплексы или не образуются, или образовавшись, разрушаются во времени и результаты анализа становятся зависимыми от момента измерения люминесценции. Одновременно из-за снижения интенсивности люминесценции повышается предел обнаружения кюрия, В табл. 3 и 4 приведены примеры выполнения способа на граничные и запредельные значения рН, определение выполняют аналогично указанным в примерах 1 и 2 соответственно.

Необходимость выдержки растворов перед измерениями люминесценции обус. ловлена замедленной кинетикой комплексообраэования. Для указанных пределов концентраций лигандов время установления равцовесия не превышает 5 мин (это время тем меньше, чем выше концентрация лиганда), и столько же времени стабилизируется интенсивность люминесценции. Поэтому результаты определения кюрия при малом времени выдержки будут занижены.

С другой стороны, увеличение времени выдержки более 10 мин нецелесообразно„ так как никаких изменений в растворе больше не происходит и определение неоправдано затягивается. Таким образом, оптимальное время выдержки 5-10.мин.

В табл. 5 приведены примеры выполнения способа при различных временах выдержки. Определение проводят на нижнем пределе концентрации лиганда, так как комплексообразование при этом протекает наиболее медленно °

Условия определения и состав анализируемого раствора соотнетствуют

5 примеру 2.

Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известным являются более низкий предел обнаружения кюрия и возбуждение люминесценции

ið в широком диапазоне УФ света, что позволяет использовать для этой цели практически любой источник УФ света, тогда как в известном необходим лазер на красителях или мощная УФ лампа, в-спектре которой один из максимумов излучения приходится на область 370-390 нм.

Формула изобретения

20 1,. Способ люминесцентного определения кюрия в растворах в УФ свете, включающий перевод его в комплексное соединение, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и упрощения анализа, в качестве комплексообразователя используют паравольфрамат натрия, который добавляют до концентрации 10 -10 моль/л при рН среды 6-7, а затем выдержиgp вают 5-10 мин и измеряют интенсивность люминесценции в водном растворе.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что в качестве

„ комплексообразователя испопьзуют кремневольфрамат калия состава

К HSiM „„0 >, который добавляют до

-z концентрации 10 -10 моль/л при рН среды 3 5-7,0 °

1341578

Таблпца2

Обоснование границ концентраций кремневольфрамата калия

Показатели

3 4

10

10

3 10

4 10 2 10 3 10

3 10

Таблица 3

Обоснование границ рН при определении кюрия в растворе паравольфрамата натрия (анализируемый раствор содержит

8,3 10 моль/л кюрия) Результат определения кюрия

7 моль/л 10

Х от фактического

8,2

6,5

101

6,0

100

8,3

7,0

4,6

20

5,0

Определение невозможно

8,0

3,1

8,0

Концентрация кремневольфрамата, моль/л

Предел обнару° жения кюрия, моль/л

При- рН рабочего мер раствора

Время выдержки, мин

Пример

Определение невозможно (5

1341578

Т а б л и ц а 4

Обоснование границ рН при определении кюрия в растворе кремневольфрамата калия

Результат определения кюрия моль/л 10 7 от фактического у

Пример

102

8,5

5 0

8,5

102

3,5

8,3

100

7,0

6,2

3,0

20

3,0

5,6

8,0

8,0

После приготовления рабочего раствора производят корректировку рН.

Ст = 8,3 10 моль/л.

Таблица 5

Зависимость результатов определения кюрия в растворе кремневольфрамата от времени выдержки растворов

Время выдержки, мин

Пример

7 моль/л ° 10 7 от фактического

1, 18

1,41

1,46

1,65

103

1,61

100

1,56

40

1,62

101

ВНИИПИ Заказ 4431/49 Тираж 776 Подписное

Произв.-полигр. пр — тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рН рабочего раствора

Время выдержки,мин

Определение невозможно

Определение невозможно