Заполнение колонки и подготовка ее к работе
Сорбент помещают в колбу Бунзена вместимостью 1000 мл, добавляют 200 мл 0,1 н. соляной кислоты, нагретой до 60°С, помещают в водяную баню, поддерживая температуру 60°С, закрывают резиновой пробкой, подключают к водоструйному насосу и выдер-
.жив а ют при разрежении до полного осаждения сорбента. Затем сорбент взмучивают и полученную суспензию количественно переносят в стеклянную хроматографическую колонку. В закрытую КО' лонку подают давление 1,2-105 Па.
После уплотнения сорбента на него помещают перфорированный поливинилхлоридный диск с диаметром отверстия 0,5 мм (диаметр диска равен внутреннему диаметру колонки). Сорбент в колонке промывают 500—700 мл раствора аскорбиновой кислоты и 0,1 н. соляной кислотой объемом 300—400 мл.
Техника работы
колонке
Все разделения РЗЭ, кроме оговоренных в соответствующих: пунктах, проводят при 40°С. Температуру поддерживают термостатированной водой. Растворы, проходящие через колонку, предварительно нагревают на электроплитке до 50—60°С, заливают вз колонку сверху и пропускают со скоростью 0,8 мл/см2-мин. Скорость движения растворов поддерживают давлением, создаваемым аргоном или азотом из баллонов или сжатым воздухом. При прохождении растворов через 'колонку следят, чтобы сорбент всегда был под слоем раствора. Перед началом разделений колонку промывают раствором соляной кислоты с концентрацией, равной концентрации ее в первом элюанте, объемом, равным свободному объему сорбента. После окончания разделений через колонку пропускают 0,1 н. соляную кислоту, объем кислоты равен свободному объему сорбента.
В ы д е л е н и е концентрата примесей РЗЭ
Концентраты примесей получают, пропуская через экстражпион- но-хроматографическую колонку раствор анализируемой пробы с последующим элюированием примесей элюатами, составы которых приведены в методиках анализа исследуемых основ. Отбирают фракции элюата, не содержащие элемент основы. Наличие элемента основы в элюатах определяют по цветной реакции с арсеназо-Ш. Для этого на полиэтиленовую пленку наносят одну каплю раствора арсеназо-Ш, одну каплю испытуемого раствора, две капли насыщенного раствора ацетата натрия и перемешивают стеклянной палочкой. Полученную окраску сравнивают с окраской контрольного опыта.
Контрольный опыт выполняют следующим образом: одну каплю арсеназо-Ш помещают на полиэтиленовую пленку, добавляют одну каплю элюата, две капли насыщенного раствора ацетата натрия и перемешивают; окраска раствора должна быть розовой.
Сиреневая, синяя и зеленая окраски указывают на наличие элемента основы в испытуемом растворе. Фракции элюата, не содержащие элемента основы, упаривают до объема 15—20 мл (концентрат примесей) (пп. 4.1—4.15).
Подготовка концентрата примесей РЗЭ к
спектральному анализу
В концентрат примесей добавляют 20—40 їм г коллектора — окиси иттрия или окиси анализируемого РЗЭ, которые должны быть чистыми по определяемым примесям. Концентрат с добавками РЗЭ нагревают на электроплитке до полного растворения и упаривают до влажных солей. Влажные соли растворяют в 10 мл 1 н. соляной кислоты и раствор фильтруют через фильтр с синей лентой, собирая фильтрат в стакан вместимостью 50 мл. Фильтр про
мывают 10 мл дистиллированной воды, промывной раствор соби
рают в стакан с фильтратом. Растворы перемешивают, нагревают
до кипения и добавляют 10 мл горячего насыщенного раствора ща
велевой кислоты. Раствор с осадком выдерживают при комнатной температуре 24 ч. Осадок отфильтровывают, промывают 1%-ным
р
тигель,
переносят в
арфоровый
аствором щавелевой кислоты,подсушивают на электроплитке и прокаливают 1 ч в муфельной печи при температуре 900°С. Полученную окись, обогащенную опре
деляемыми примесями, подвергают спектральному анализу и находят содержание окисей определяемых элементов по ГОСТ 23862.1—79.
Проверка правильности работы хроматографической колонки
Для анализа каждого из редкоземельных металлов или его окиси используют отдельную, специально подготовленную колонку. Параметры колонок приведены в разд. 4. ГОСТ 23862.7—79 т- -23862.9—79, 23862.18—79.
На каждой из вновь приготовленных хроматографических колонок проводят выделение ’концентратов редкоземельных примесей из двух проб с добавками определяемых элементов по методике анализа исследуемой основы.
Выделенные концентраты анализируют спектральным методом по ГОСТ 23862.1—79, 23862.8—79, 23862.9—79.
Расхождения между результатами анализа не должны превышать допускаемых расхождений, приведенных в ГОСТ 23862.1—79, 23862.8—79, 23862.9—79. В противном случае сорбент в колонке заменяют. При использовании колонки для последующих анализов сравнивают объемы элюатов до начала появления элемента основы. Различие в величинах этих объемов в разных опытах не должно превышать 5%. Если объем элюата до появления элемента основы сдвигается более чем на 5%, выполняют анализ двух проб с добавками определяемых элементов. Если полученные результаты анализа занижены, сорбент в колонке следует заменить. После десяти разделений проверяют чистоту колонки, пропуская элю- анты, составы и объемы которых приведены в методиках анализа исследуемых основ. Элюаты упаривают и анализируют, как концентраты. При наличии определяемых элементов в элюатах, сорбент в колонке промывают раствором 7 н. соляной кислотой объемом, равным 4—5 свободным объемам сорбента и повторяют контрольный опыт.
ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
Анализ лантана или его окиси
Определение содержания окисей церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, іулия, иттербия, лютеция.
Концентрат примесей РЗЭ получают в экстракционно-хромато- графической колонке с водяной рубашкой. Внутренний диаметр колонки 16 мм. Колонка заполнена сорбентом (25 г силикагеля с размером зерна 0,06—0,07 мм+15 мл 100%-ной Д2ЭГФК, свободный объем сорбента 40 мл). Заполнение колонки по п. 3.6.
Навеску металлического лантана массой 0,85 г или 1 г его окиси помещают в стакан вместимостью 100 мл, добавляют 6—8 мл 7 н. соляной кислоты, 0,5 мл перекиси водорода ;и нагревают до растворения. Раствор упаривают почти досуха, хлориды РЗЭ растворяют в 50 мл 0,01 н. соляной кислоты и пропускают через эк- стракционнохроматографическую колонку. Техника работы на экстракционно-хроматографической колонке — по и. 3.7. Стакан, в котором растворилась проба, промывают 50 мл 0,3 н. соляной кислотой. Промывной раствор пропускают через колонку. Через колонку пропускают 0,3 н. соляную кислоту, 180 мл элюата (включая объем пробы и промывного раствора) собирают в мерный цилиндр вместимостью 250 мл (раствор чистого лантана). Элюат собирают в пробирки порциями по 5 мл, в каждой из которых определяют наличие лантана по п. 3.8.
Порции элюата, не содержащие лантан, переносят в мерный цилиндр вместимостью 1000 мл. Через колонку пропускают 450 мл 7 н. соляной кислоты, собирая элюат в тот же мерный цилиндр. Элюат упаривают в испарителе до объема 15—20 мл, переносят в стакан вместимостью 50 мл — концентрат редкоземельных примесей. К концентрату примесей РЗЭ добавляют 40 мг окиси иттрия или окиси лантана, подготавливают к спектральному анализу по методике, приведенной в п. 3.9, и анализируют полученную окись иттрия или лантана, обогащенную примесями РЗЭ, по ГОСТ 23862.1—79.
Массовую долю каждой из окисей церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция (X) в процентах вычисляют по формуле
м ассовая доля Оікиси определяемого элемента в обогащенной окиси иттрия или лантана, %.
Допускаемые расхождения результатов двух анализов (отношение большего результата к меньшему) не должно превышать 2,1.
Анализ церия или его двуокиси
Определение содержания окисей лантана, празеодима, неоди
ма, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция
К
жстраікционно
хромато
онцентрат примесей РЗЭ получают вграфической колонке без водяной рубашки. Внутренний диаметр колонки 29 мм. Колонка заполнена сорбентом (42 г силикагеля с размером зерна 0,1 мм+'25 мл ТБФ, свободный объем сорбента 60 мл). Заполнение колонки см. п. 3,6.
Навеску металлического церия массой 1,62 г помещают в стакан вместимостью 100 мл, добавляют 30 мл 15 н. азотной кислоты и нагревают до полного растворения пробы.
Навеску двуокиси церия массой 2 г помещают в стакан вместимостью 100 мл, смачивают несколькими каплями дистиллированной воды, добавляют 5—6 капель плавиковой кислоты, 30 мл 15 н. азотной кислоты и растворяют при нагревании.
Раствор пробы упаривают до объема 15 мл, охлаждают до комнатной температуры, добавляют 30 мл 0,1 М раствора бромноватокислого калия в воде и пропускают через колонку, предварительно промытую 100 мл 0,1 М раствора бромноватокислого калия в 7 н. азотной кислоте. Техника работы на хроматографической колонке по п. 3.7.
Выделение концентрата примесей РЗЭ проводят при комнатной температуре. Стакан, в котором растворялась проба, промывают 10 мл 0,1 н. раствора бромноватокислого калия в 3,5 н. азот
ной кислоте. Промывной раствор пропускают через колонку. Элюат собирают в мерный цилиндр вместимостью 250 мл. Через колонку пропускают 70 мл 0,1 М раствора бромноватокислого калия в 3,5 н. азотной кислоте, собирая элюат в тот же цилиндр. Собирают 120 мл элюата (включая объем пробы и промывного раствора). Элюат упаривают в испарителе до объема 20 (мл, переносят в стакан вместимостью 100 мл (концентрат примесей РЗЭ). Через колонку пропускают 100 мл 1 н. соляной кислоты. Элюат отбрасывают. К концентрату РЗЭ добавляют 40 мг окиси иттрия или дву
окиси церия и нагревают до растворения. Раствор упаривают до объема-2 мл, разбавляют водой до 25 мл и нейтрализуют концентрированным аммиаком. После появления осадка добавляют избыток аммиака 0,5 мл. Раствор с осадком нагревают до кипения и
ильтруют через фильтр с белой лентой. Осадок на фильтре промывают два раза 5%-ным раствором аммиака, растворяют в
15 мл 0,5 н. соляной кислоты и подготавливают к спектральному анализу по методике, приведенной в п. 3.9. Полученную окись иттрия или двуокись церия, обогащенную примесями РЗЭ, анализиг руют по ГОСТ 23862.1—79.
Массовые доли окисей лантана, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция (Х1) в процентах вычисляют по формуле
где А — массовая доля окиси определяемого элемента в обогащенной окиси иттрия или двуокиси церия, %.
Допускаемые расхождения результатов двух анализов (отношение большего результата к меньшему) не должно превышать 2.1.
Анализ неодима или его окиси
Определение содержания окисей лантана, церия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция
К
с водяной рубашкой.
ической колонке
Внутренний диаметр ко
онцентраты примесей получают в экстракционно-хроматогра-лонки— 30 мм. Колонка заполнена сорбентом (130 г силикагеля с размером зерна 0,06—0,07 мм + 80 мл 100%-ной Д2ЭГФК, свободный объем сорбента 215 мл). Заполнение колонки см. п. 3.6.
Навеску металлического неодима массой 0,86 г или 1 г его окиси помещают в стакан вместимостью 50 мл, добавляют 6—8 мл
7 н. соляной кислоты, 0,5 мл перекиси водорода нагревают до полного растворения и упаривают досуха. Хлориды РЗЭ растворяют в 30 мл 0,1 н. соляной кислоты и пропускают через колонку. Техника работы на экстракционно-хроматографической колонке по п. 3.7.
Стакан, в котором растворялась проба, промывают 30 мл 0,1 н. соляной кислоты. Промывной раствор пропускают через колонку. Затем через колонку пропускают 600 мл 0,4 н. соляной кислоты. Первые 100 мл элюата, включая объемы раствора пробы и промывного раствора, отбрасывают, следующие 360 мл элюата собирают в мерный цилиндр вместимостью 500 мл. Далее элюат собирают порциями по 10 мл, в каждой из которых определяют наличие неодима (см. и. 3.8). Порции элюата, не содержащие неодим, добавляют к элюату в мерном цилиндре и упаривают в испарителе до объема 15—20 мл (концентрат I). После того, как в элюате будет обнаружен неодим, через колонку пропускают 1 н. соляную кислоту. 200 мл элюата собирают в стакан вместимостью 250 мл (раствор чистого неодима). Элюат собирают порциями по 10 мл, в каждой из которых определяют наличие неодима (по п. 3.8). Порции элюата, не содержащие неодим, переносят в испаритель и далее упаривают вместе с последующими порциями элюата. Последующие порции элюата получают, пропуская через колонк
у
2400 мл 7 н. соляной кислоты. Элюат упаривают в испарителе до объема 15—20 мл (концентрат II).
В концентрате I определяют содержание окисей лантана и церия, в концентрате II — окисей самария, европия, гадолиния, тербия. диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция.
В концентрат I вносят 20 мг окиси иттрия или окиси неодима, а в концентрат II — 40 мг окиси неодима и подготавливают к спектральному анализу по методике, приведенной в п. 3.9. Полученные окиси иттрия и неодима, обогащенные РЗ примесями, подвергают спектральному анализу по ГОСТ 23862.1—79.
Массовую долю окиси лантана (Х2) в процентах вычисляют по формуле
v_ А
Л2— 50 ’
где А — массовая доля окиси лантана в обогащенной окиси иттрия или окиси неодима, %.
Массовую долю двуокиси церия (Х3) в процентах вычисляют по формуле
V — _d_
Лз- 25 ,
где А — массовая доля двуокиси церия в обогащенной окиси иттрия или обогащенной окиси неодима, %.