Введение к работе
Актуальность темы. Для экстракционного разделения веществ
с близкими значениям! коэффициентов распределения з основном
применяют многоступенчатую протизоточнуэ экстракцию или
экстракционную хроматографию. Однако аппаратурное оформление
многоступенчатой протизоточной экстракции достаточно слоям и
рассчитано на большие объемы растворов', что ограничивает се
использование в аналитических целях. Экстракционная хроматография с
успехом применяется как метод предварительного группового или
селективного извлечения элементов в различи::1: методах анализа, но в
подавляющем большинстве случаев в ручке:.:, неавтоматизированном
варианте.
Эффективное разделение и концентрирование в двухфазных жидкостных системах достигается с использованием' метода жидкостной хроматографии' со свободной кеподакноа фазой (ЯХСНФ); основатель метода, У.Кто [13, назвал его противоточкой распределительной хроматографией. Этот метод основан на удерживании одной из фаз двухфазной экстракционной системы во вращающейся разделительной колонке под действием центробезкшх сил при непрерывном прокачивании другой фазы. Особенность ЖССНФ как хроматографического метода заключается в отсутствии сорбента или твердого носителя для удерживания неподвижкой фазы. Этой особенностью определяются основные- достоинства метода, , а именно: исключение потерь разделяемых веществ за счет взаимодействия с -матрицей сорбента; разнообразие двухфазных жидкостных систем, которые можно использовать, а, следовательно,объектов и. задач, решаемых с помощью метода; легкость перехода от одной распределительной системы к другой; отсутствие проблемы регенерации колонок. Кроме тоге, для метода' ЖХСНФ характерна высокая емкость, обусловленная значительно большей, чем в обычной жидкостной хроматографии, долей объема неподвижной фазы (экстрагента) в общем объеме колонки. Б::-.--:стЕа в ЖХСКФ разделяются по механизму распределительной хроматографии.
Анализ данных о разделении многих органических и биооргаки-ческих соединений [23 и опубликованных недавно результатов по разделению циркония и гафния методом КЗССНФ [Зі к некоторых редкоземельных ' элементов ' методом центрифужной хроматографии !43 показывает, что ЖХСКФ кокет быть использована для концентр::;, пленил и разделения неоргакгчески;с .соединений. При этом для разделения
-4-неорганических коноз возможно применение различных по природе
зкстоагентов :: экстракционных систем, что позволит решать в
лабораторных условиях любые аналитические задачи, связанные с
примо ко іпїзм многоступенчатых экстракционных процессов. Представляет
пнтзрес сочетание КХСКФ с различными типами детекторов, обычно
используемых в ззадкостной хроматографии.
Цель работы. Цель работы - показать возможность использования метода ХіХСНФ для концентрирования и разделения близких по свойствам неорганических исков,- применяя в качестве ' неподвнжой фази растворы зкетрагентов различных классов (кзтиснообмекные, анионооОменные и нейтральные), и определить наиболее перспективные путл развития метода ХСССНФ в неорганическомом анализе. Концентрирование и разделение цезия и стронция - модельная задача, позволяющая провести сравнительную оценку возможности использования в КХСНФ рззличщх органических разбавителей, зкетрагентов и их смесей, а тапке водных ггадвжньж фаз. Другая модельная задача состояла в разделении некоторых РЗЭ, поскольку это кокет слукить критерием эффективности любого ' метода разделения. Более взкная ка сегодняшний день практическая задача заключается в быстром и количественном групповом выделения РЗЭ из сложных по составу материалов, например геологических образцов, .для .их последующего определения высокочувствительными многозлемекткыми инструментальными методами, в частности атомно-змиссионная спзктрометрией с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ЙСП). Использование ЖХСНФ для концентрирования и разделения анионов монет сыть показано на примерз концентрирования и разделения наиболее раеггространекных форм фосфора (V), еггределениз которых необходимо -проводить в водах различного состава. Большое значение имеет автоматизация процессов многоступенчатого экстракционного разделения и определения. неорга-ігпчоских ионов. Перспективном подходом к автоматизации'- этих процессов является использование ггсоточко-инг;екциокнсго анализа (1УА). Ка примере концентрирования к разделения орто- и пирофосфат-исноз целесообразно было провести сравнительный анализ возмон-юстей л^СУЛ и экстракционной хроматографии з автоматизированном варианте '
.Научная нов:ізна. Сформулированы основные требования к ,л;ухфг.гны:,< жидкостным системам, ггеименяемым з КХСНФ, на основании которых предложен ряд двухфазных экстракционных систем с использованием экегозгентов различных классов {катпзкообмекнкх, пыпоноооменных и нейтральних) для. разделения и концентрирования
пирсфосфэт-ноноз методами ЯХСИФ и экстракционной хроматографии. Предложены схемы автоматизированного фотометрического определения форм фосфора(V) на основе сочетания этих методов с ПИА. Проведен сравнительный анализ возможностей КХСНФ и автоматизированного варианта экстракционной хроматографии. Намечены некоторые основные направления развития метода ЖХСКФ в аналитической химии неорганических веществ.
Практическая ценность работы. Сформудироззкы и экспериментально подтверждена критерии Енсорз экстракционных систем для разделения неорганических веществ методом ЖХСНФ.
Разработан способ отделения суммы РЗЭ от элементов матрицы при анализе геологических пород методом АЭС-ИСП, включаючій стадию концентрирования РЗЭ. Комбинированная КХСНФ-АЭС-ИСП методика характеризуется высокой воспроизводимостью и правильностью результатов. Разработаны автоматизированные- методики концентрирования и разделения орто- и пирофосфат-ионоз в водах- методам: НХСНФ' и экстракционной хроматографии с их последующим фотометрическим детектированием з системе ПКА. На зашиту выносятся:
-
Результаты, позволяющие оценить еозмо:хкости использования :,:етода ЖХСНФ в аналитической химии различных неорганических ионов.
-
Данные об использовании в ЖХСНФ . экстрагентов различных классов (акионообменных, 'катионооСменшх к нейтральных)- е качество неподвижной фазы.
-
Результаты по разделению и концентрированию радионуклидов цезия и стронция с использованием дикзрСолидз кобальта (ХДК) и днцпкдо-гексан-іа-крзун-6 (ДЦГІ8К6).
КИСЛОТЫ (Д2ЭГФК).
Апробация работа.' Основные результаты работы доломаны на 3-й Всесоюзной конференцій по, методам концентрирования в аналитической 'химии (Черноголовка, 19Э0); Московском семинаре по аналитической химии (Москва, 1339); на 3-й Международной конференции по разделению, хотшх веществ (ЧССР, 1989); на 5-м Советско-Японском симпозиуме по аналитической химии ITAS'90 (Япония, IS90); на кехщупзродной кокфзрэнщш по экстракты -ISEC'SC (Япония, 1990); На Международной конференции по спектроскопии CANAS'90 (Москва, I9S0).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано з 4 статьях и 5 тезисах докладов.
Структура к объам работы. Диссертация состоит из введения, списка сокращений, обзора -литературы (главк I, 2), экспериментальной части (главы 3-6), выводов, списка литература и приложения. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, содорддт 12 таблиц, 33 рисунка и 149 литературных ссылок.
