Введение к работе
Актуальность работы. Важность редкоземельных элементов в современной технике и технологии делает необходимым разработку простых, экспрессных, высокочувствительных аналитических методик для определения следов этих элементов. Для определения РЗЭ чаще всего применяют фотометрический метод, для которого предложено много методик, однако они недостаточно чувствительны. В связи с этим поиск эффективных реагентов на РЗЭ актуален.
По литературным данным самыми чувствительными реагентами на РЗЭ являются пиридиновые гетероциклические азосоединения (ГАС). Однако низкая растворимость ГАС и их хелатов в воде требует использования неводной среды. Во многих случаях одним из лучших способов увеличения чувствительности и селективности может быть использование мицеллярных сред при введении поверхностно-активных веществ (ПАВ), что позволяет работать в водной среде и без предварительной экстракции.
С целью понижения предела обнаружения РЗЭ особенно перспективно сочетание использования цветометрических характеристик комплексов в присутствии ПАВ. Использование цветометрических функций позволяет повысить чувствительность на 1,5-2 порядка по сравнению с фотометрическим методом, а иногда и увеличить селективность реакции.
Цель работы - разработка высокочувствительных оптических методов определения РЗЭ с органическими реагентами группы пиридиновых гетероциклических азосоединений: 4-(2-пирндилазо)резорцина (ПАР) и 2-(5-бром-2-пириднлазо)-5-диэтиламинофенола (5-Вг-ПААФ) на основе систематического изучения химико-аналитических характеристик образующихся комплексов. Для повышения чувствительности метода и снижения содержания органических сорастворителей использованы оптические и цветометрические характеристики комплексов в присутствии неионного, анионного и катонного ПАВ.
Научная новизна. Исследовано комплексообразованне ионов La, Nd, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Yb с ПАР (в отсутствие ПАВ), а также РЗЭ начала, середины и конца ряда (La, Tb и Er) с 5-Вг-ПААФ в присутствии неионного, анионного и катионного ПАВ. Найдены оптимальные условия комплексообразования, молярное соотношение компонентов и оптические характеристики образующихся комплексов. Определены цветометрические характеристики комплексов РЗЭ с ПАР и 5-Вг-ПААФ. Вычислены молярные коэффициенты всех цветометрических функций комплексов La, Nd, Sin, Tb, Dy, Ho, Er, Yb с ПАР и La, Tb, Er с 5-Вг-ПААФ и показано, что они на 1,5-2 порядка выше молярных коэффициентов поглощения (МПК) этих же комплексов в аналогичных условиях. Выявлены зависимости оптических и цветометрических характеристик исследуемых комплексов от природы ПАВ и от внешних условий (ионной силы раствора, содержания органического растворителя).
Практическая значимость работы. Разработана методика фотометрического определения эрбия в бинарном сплаве эрбий-кобальт без
разделения компонентов с использованием одного реагента - ПАР. Предложена методика высокочувствительного определения лантана, тербия и эрбия в галогенидах и сульфатах щелочных металлов, допированных РЗЭ (0,01-0,2 %), из малых навесок. Методики имеют хорошую воспроизводимость (sr = 0.03-0.06) и правильность. Положения, выносимые па защиту.
-
Химико-аналитические свойства комплексов РЗЭ с ПАР и 5-Вг-ПААФ в отсутствие и в присутствии ПАВ.
-
Способы повышения чувствительности реакций РЗЭ с гетероциклическими азосоединениями за счет использования ПАВ и цветометрических функций.
-
Методики определения РЗЭ в объектах.
Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей и тезисы 2 докладов. Результаты работы доложены на Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-99» (Москва, 1999 г.), VII Всероссийской конференции по органическим реагентам (Саратов, 1999 г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора и шести глав экспериментальной части, выводов и списка литературы. Во введении обосновывается актуальность темы и цель работы, ее новизна и практическая значимость. Первая глава (обзор литературы) посвящена фотометрическим методам определения РЗЭ с применением бисазопроизводных хромотроповой кислоты и гетероциклических азосоединений. В последующих главах изложены экспериментальные данные.
