Способ определения церия инверсионной вольтамперометрией — SU 927752 (original) (raw)
Союз СоветскихСоциапистичесиихРеспублик ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 927752(53) УД К 546.655 т :543,253 (088.8) до делам нзаоретеинй н открытийОпубликовано 15,05.82. Бюллетень %18 Дата опубликования описания 15.05,82 Х. 3. Брайнина, Л. С. фокина, С. Б. Ильков, аэщкко. и А.В, Антонов(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕРИЯ ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАМ ПЕРОМЕТРИ ЕЙ Изобретение относится к аналитической ;химии, а именно к способам определения элементов инверсионной вольтамперомет рией, в частности церия, в редкоземельных 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 10 церия (и. 10 - и. 10 4 по массе). Известен способ определения церия всмеси редкоземельных элементов (РЗЭ),заключающийся в концентрировании церияв виде гидроокиси церия (1 Ч) на графи 15товом электроде из раствора 0,1 и. уксуонокислого натрия и 0,1 н, уксусной киолоты и раствора уксуснокислого натрия,содержащего 50 г/л неодима и празебдима и 10 г/л иттрия при рН 4-5 и птенциале электролиза +1,0 В. Диапазонопределяемых содержаний церия состав-ляет 4 10 -110 % 11,Однако этот способ не дает положительных результатов при определении церия в редкоземельных материалах высокой чистоты из-аа низкой кислотности раствора.ЭНаиболее 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 реагентаосадителя фитина и последующее катодное растворение осадка фитата церия (Ф). Процесс окисления проводят в среде 0,1-.0,3 н, азотной кислоты при потенциале граФитового электрода .1,2- 1,3 В. Концентрирование церия дости - гается за счет окисления трехвалентного церия и осаждения образующегося четырехвалентного церия фитином, Количественную регистрацию содержания церия в растворе проводят путем измерения максимального тока, восстановления, образую- определяем церия % концентрац ая конц ия церияобразце срав высоты пица сравнесм. и образ ственно ия соот 3 9277щегося на графитовом электроде соединенния 2,Однако при наличии в растворе более2 Ь/и средних и тяжелых РЗЭ иттриевойподгруппы (Сй, Т 1,3 у, Но, , Т 1, Уи )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,что согласно способу определения нерияинверсионной вольтамперометрией, вклю-чающим анодное окисление его в азотнокислом растворе на графитсодержащемэлектроде в присутствии реагента-осадителя фитина и последующее катодноерастворение осадка фитата церйя (Й ),при концентрации редкоземельных элемен-.тов и/или иттрия 2-25 г/л окислениепроводят в 0,5-0,8 и. азотной кислотепри потенциале графитового электрода от1,3 до 1,5 В.Кроме того, при определении церияв окислах гадолиния, тербия при концент, .рации РЗЭ в растворе 20-25 г/л окисле-ние проводят в 0,5-0,6 н. азотной кислоте.С цепью определения церия в окислахдиспрэзия; гольмия эрбия при концентрации РЗЭ в растворе 5-10 г/л окисление 35проводят в 0,6-0,7 и, азотной кислоте..С целью определения церия в окислахиттербия, тулия, лютеция при концентрации РЗЭ в растворе 2-3 г/л окислениепроводят 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 шимися при гидролизе гидроокисями РЗЭ, За счет этого достигается высокая степень концентрирования церия, что позволяет проводить определение микро- количеств цврия в материалах редкозе р мельных элементов без отделения основы. При концентрации в растворе РЗЭ и/или иттрия 2 25 г/и предел обнаружения- Чцерия п. 10 -п. 10 % по массе, При концентрации РЗЭ менее 2 г/л не дос тигается предел обнаружения церияи. 10 % (по массе), а при концентра- .ции РЗЭ более 25 г/л падает ток вос 52 4становления фитата церия (Ф ). Осуществление процесса при потенциале графитового электрода плюс 1,3-1,5 В относительно насьпценного каломельного электродапозволяет получить оптимальную величину тока катодноговосстановления фитатацерия (Ю ), При концентрации азотной килоты менее 0,5 н. ток восстановления врастворе снижается (в присутствии 6 И,Т, Зу, Но, Ь ) или практически полностью исчезает (в присутствии Щ, Тл,Уц ). При концентрации азотной кислотыболее 0,8 н. на электроде происходитразряд ионов водорода, что затрудняетпроцесс концентрирования церия и непозволяет достичь необходимого пределаобнаружения. П р и м е р 1 . Навески окисей гадолиния или тербия (пробы и образца9сравнения) массой 0,5 г растворяют в 7 мл соляной кислоты 1:1 с добавлением 1 мп 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 попярографа ППТ, 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, Скорость развертки 50 мВ/с, Максимум тока растворения фитата цериянаблюдается при потенциале 0,6 В, Содержание рассчитывают по синтетическому образцу сравнения или добавке, про.- веденной через весь анализ по формулеСю 8 л52 6и тяжелых РЗЭ иттриевой подгруппй безотделения основы, за счет чего времяанализа сокращается с 10-15 ч до 11,5 ч. формула изобретения1. Способ определения церйя инверсионной вольтамперометрией, включающий анодное окисление его в азотнокиолом растворе на графитсодержЖцем электр"роде в присутствии реагента-осадителяфитина и последующее катодное растворесние осадка фитата перия (В ), о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени анализа продуктов редкоземельных элементов иттриевой подгруппылри концентрации редкоземельныхэлементов и/или иттрия 2-25 г/л, окисление проводят в 0,5-0,8 н, азотной кислоте при потенциале графитового электродаот +1,3 до 1,5 В.2 Способ по и, 1, о т л и ч а юОщ и й с я тем, что, с целью определенияцерия в окислах гадолиния, тербия приконцентрации редкоземельных элементовв растворе 20-25 г/л окисление прово;тдят в 0,5 - 0,6 н, азотной кислоте.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью определенияцерия в окислах диспрозия, гольмий, эрбияпри 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 ющ и й с я тем, что, с целью опредепенияцерия в окислах иттербия, тулия, лютецияпри концентрации редкоземельных элемен-тов в растворе 2-3 г/л окисление проводят в 0,7-0,8 н. азотной кислоте.1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Брайнина Х.З., Рыгайло Т.А.Определение церия в смеси редкоземельных элементов методом пленочной полярографииЗав. лаб., 1965, 31, % 1,с, 28-30.2. Авторское свидетельство СССР(по массе).П р и м е р 2. Навески окисей эрбия,гольмия или диспрозия (пробы и образца,сравнения) массой 0,25 г растворяют,как описано в примере 1. После упаривания досуха добавляют 5 мл воды и3,0 мл,5 н. раствора азотной кислоты.разбавляют водой до 25 мл, В растворесодержится 10 г/л окисей РЗЭ, О,б назотной кислоты. Окисление церия проводят при потенциале +1,4 В, Записьвольтамперной .кривой и расчет результата анализа проводят также, как описано в примере 1. Предел обнаруженияцерия 5 10 % (по массе).П р и м е р 3. Навески окисей .иттербия, тулия, лютеция (пробы и образцасравнения) массой 0,05 г растворяют.как описано в примере 1. После упаривания досуха добавляют 5 мл воды и4 мл 5 н. раствора азотной кислоты,разбавляют водой до 25 мл. СостаЬраствора: 2 г/л окисей РЗЭ и 0,8 н.азотной кислоты, Окисление церия проводят при потенциале +1,5 В. Записьвольт-амперной кривой и расчет результа-.тов анализа проводят также, как описанов примере 1, Предел обнаружения церия1 ф 10 % (по массе). 30Способ проверен на промышленных оразцах окисей гадолиния, тербия, диспро. зия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия илютеция. Предел обнаружения составляетдля окисей гадолиния, тербия - 110 З 5(по массе), для окисей диспрозия, гольмия, эрбия - 5 ф 10 % (по массе)., дляокисей иттербия, тулия, лютеция -110 % (по массе).Относительное стандартное отклонение сОставляет не более 0,25.При определении церия в металлахи солях РЗЭ определение проводят ана.логичным образом. При определениииз растворов - к соответствующей аликвотной части добавляют 7 мл НС 8 1;1и далее определение осуществляют какописано в примерах 1 - 3,По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет определять микроколичества церия в продуктах среднихСоставительРедактор М. Бандура Техред М.ГергЗаказ 3153/31 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ПГ 1 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4