Самарий, европий, гадолиний, тербий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций и их окиси. Спектральный метод определения примесей окисей редкоземельных элементов

ГОСТ

примесеи окисеи редкоземельных элементов ЛОО Z А 0
Gadolinium, holmium, erbium, ytterbium and their oxides.23862.3-79
Spectral method of determination of
impurities in oxides of rare-earth elements
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 октября 1979 г. № 3988 срок действия установлен
с 01.01.1981 г.
до 01.01.1986 г.
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает спектральный метод опре- ■ деления примесей окисей редкоземельных элементов (РЗЭ) В га- ч долинии, гольмии, эрбии, иттербии (предварительно переведенных ' в окиси) и их окисях.
Метод основан на возбуждении и фотографической регистра­ции дуговых эмиссионных спектров анализируемого материала и * образцов сравнения.
Содержание редкоземельных примесей находят по градуировоч­ному графику.
Определяемые концентрации примесей окисей
в окиси гадолиния: иттрия от 5-Ю-4 до 3-1О“зо/о в окиси гольмия: диспрозия от 5-Ю-3 до 3-10“2%
эрбия от 5-10“3 до 3.10-2%
' иттрия от З-Ю^3 до Ы0"2%
в окиси эрбия:
• диспрозия от 5-Ю-3 до 3.10“2%
• гольмия от 5-Ю-3 до 3* 10~2%
: тулия от МО-3 до 5-10“3%
иттербия от 1-Ю-3 до 5-І О-3 %
иттрия от 3-10~3 до 1*10“2%

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа по ГОСТ 23862.0—79.
Перепечатка воспрещен
а

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

Спектрограф дифракционный ДФС-13 с решеткой 1200 штр/мм или 2400 штр/мм, работающий в первом порядке отражения, с трехлинзовой системой освещения или аналогичный.
Генератор дуговой ДГ-2 с дополнительным реостатом или зна­
логичный, приспособленный для поджига дуги переменного высокочастотным разрядом.
Микрофотометр регистрирующий типа GII или GUI с писцем G1B1 или аналогичный.
Спектропроектор типа ПС-18 или аналогичный.
Весы аналитические типа АДВ-200 или аналогичные.
Весы торсионные типа ВТ-500 или аналогичные.
Бокс из органического стекла.
Ступка и пестик из органического стекла.
Ступка и пестик из яшмы.
Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающим
ратуру до 950°С.
Тигли фарфоровые № 5.
Станок для заточки электродов.
Угли спектральные ОСЧ-7—3, диаметром 6 мм.
Электроды, выточенные из спектральных углей ОСЧ-7—3 ди­аметром 6 мм:
типа «рюмка» с глубиной кратера 3 мм, диаметром 4 мм’ тол­щиной стенок 1 мм, высотой наружной стенки 4 мм, высотой «нож-
ки» 2 мм, толщиной «ножки» 2 мм — (1);^.
высота заточенной части 10 мм, диаметр кратера 2 глубина кратера 2 мм, толщина стенок 0,7—0,8 імм глубина кратера 2 мм, толщина стенок 1 мм (III);
глубина кратера 3 мм, толщина стенок 0,7—0,8 мім
Порошок графитовый ОСЧ-7—4.
Секундомер механический по ГОСТ 5072—72.
Фотопластинки спектрографические типа ЭС и типа
тельностью 15 ед или аналогичные, обеспечивающие нормальные почернения аналитических линий.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300—72.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, х. ч., разбавленная 1:1 и 1 % -ный раствор.
Кислота щавелевая по ГОСТ 22180—76, х. ч., насыщенный вод­ный и 0,1 %-ный растворы.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79.
Цезий хлористый.
Буферная смесь — графитовый порошок, содержащий 5% хло­ристого цезия: 5 г хлористого цезия смешивают с 95 г графитового порошка в стўпке из органического стекла, перемешивают в тече­ние 3 ч, добавляя спирт, поддерживая массу в кашицеобразном со­
стоянии. Смесь сушат в сушильном шкафу при температуре 100—• 105°С в течение 4 ч.
Окиси РЗЭ гадолиния, гольмия, эрбия, иттербия чистые по оп­ределяемым примесям.
Окиси РЗЭ диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, люте­ция, иттрия чистотой не менее 99,99%.
Стандартные растворы диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, ит­тербия, лютеция, иттрия, содержащие 10 мг/мл одного из перечис­ленных РЗЭ в расчете на окись. Каждый раствор готовят отдельно. 1 г соответствующей окиси РЗЭ помещают в стакан вместимостью 100 1мл, добавляют 10 мл соляной ікйслоты 1:1, нагревают до пол­ного растворения, охлаждают, переносят в мерную колбу вмести­мостью 100 мл, доводят объем дистиллированной водой до метки и перемешивают.
Рабочие растворы для приготовления образцов на каждой из окисей РЗЭ готовят последовательным разбавлением соответству­ющих смесей стандартных растворов определяемых РЗЭ.
Рабочие растворы А, содержащие по 1 мг/мл каждого из опре­деляемых элементов в расчете на его окись: в мерную колбу вме­стимостью 100 мл помещают по 10 мл стандартных растворов со­ответствующих РЗЭ, указанных в табл. 1, и доводят объем до мет­ки. 1 %-ным раствором соляной кислоты.
Таблица 1

Рабочие растворы Б, содержащие по 0,1 мг/мл каждого из оп­ределяемых элементов в расчете на его окись, готовят разбавле­нием соответствующего раствора А в 10 раз 1%-ным раствором соляной кислоты. Составы рабочих растворов приведены в табл. 1.
Рабочие растворы В, содержащие по 0,01 мг/мл каждого из определяемых элементов в расчете на его окись, готовят разбав­лением соответствующего раствора Б в 10 раз 1%-ным раствором соляной кислоты. Составы рабочих растворов приведены в табл. 1.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Приготовление образцов сравнения
Каждый образец сравнения (ОС) готовят перед фотографиро­
ванием его спектра смешиванием образцов на окиси РЗЭ с графи товым порошком в соотношении 1:1.
3.2. Приготовление образцов на окиси РЗЭ
10 г окиси РЗЭ, чистой по определяемым примесям, помещают в стакан вместимостью 1000 мл, смачивают водой, добавляют 100 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают до пол­ного растворения.
Раствор упаривают до влажных солей, растворяют в 100 мл дистиллированной воды и в полученный раствор вводят рабочие растворы А, Б или В в количествах, приведенных в табл. 2—8.
После смешивания растворов добавляют дистиллированную воду до объема 500—600 мл и аммиак до pH 1,5—2. Раствор на­гревают до кипения, добавляют 150 мл горячего насыщенного раствора щавелевой кислоты. Раствор с осадком выдерживают 24 ч. Осадок отфильтровывают через фильтр с синей лентой, про­мывают 20 мл 0,1%-ным раствором щавелевой кислоты, помеща­ют в фарфоровый тигель, подсушивают на электроплитке и про­каливают в муфельной печи при 900°С до постоянной массы. Про­каленные окиси хранят в эксикаторе в пакетах из кальки.
Масса навесок окисей РЗЭ 10 г. Состав, концентрация и ко­личество миллилитров добавляемых рабочих растворов окисей оп­ределяемых РЗЭ приведены в табл. 2—8.
Таблица 2
Образцы на окиси гадолиния (ООГД)

ООГД-1 ООГД-2 оогд-з * ООГД-4

Количество добавляемых рабо-
чих растворов, мл

Массовая доля
окисей эрбия, ту-
лия, иттрия, в
ООИ, %

высыпают на листок кальки и доверху плотно заполняют кратеры электродов многократным погружением электрода в смесь. Раз­меры электродов приведены в разд. 2.
Два электрода, заполненных пробой или образцом сравнения, помещают в штативе вертикально, кратерами навстречу друг дру­гу. Спектры фотографируют на спектрографе ДФС-13. Спектр пробы и образца сравнения регистрируют на фотопластинке по три раза.
Экспонированные фотопластинки проявляют, промывают водой,
фиксируют, промывают в проточной воде в течение 15 мин и су­шат.
4.Z. Анализ гадолиния или его окиси
Гадолиний переводят в окись по ГОСТ 23862.0—79.
. 4.2.1. Определение содержания окиси иттрия
Навеску анализируемой пробы или каждого образца ООГД1— ООГД4 массой 240 мг (см. табл. 2) смешивают с 240 мг буферной смеси и помещают (см. п. 4.1) в шесть электродов I. Между элек­тродами зажигают дугу переменного тока 14 А. Фотографируют спектры с экспозицией 120 с. Расстояние между электродами во время экспозиции поддерживают равным 2 мм.
Спектры фотографируют в области длин волн 300,0—330,0 нм с помощью спектрографа ДФС-13 с решеткой 2400 штр/мм. Шири­на щели спектрографа 20 мкм. В кассету спектрографа заряжают фотопластинку типа II.
4.о. Анализ гольмия или его окиси Гольмий переводят в окись по ГОСТ 23862.0—79.
1.1.1. Определение содержания окиси диспрозия
Навеску анализируемой пробы или каждого образца ООГ1
ООГ4 (см. табл. 3) массой 60 мг смешивают с 60 мг графитового порошка и помещают в кратеры шести электродов IV (см. п. 4.1).
Между электродами зажигают дугу, переменного тока 14—15 А. Фотографируют спектры с экспозицией 90 с. Расстояние между электродами во время экспозиции поддерживают равным 2 мм.
Спектры фотографируют в области длин волн 420,0—425,0 нм с помощью спектрографа ДФС-13 с решеткой 2400 штр/мм (см. п. 4.1). Ширина щели спектрографа 20 мкм. В кассету спектрогра­фа заряжают пластинку типа II.
1.1.2. Определение содержания окисей эрбия и иттрия
Навеску анализируемой пробы или каждого образца ООГ5— ООПО (см. табл. 4) массой 60 мг смешивают с 60 мг графитово­го порошка и помещают в кратеры шести электродов IV (см. п. 4.1). Между электродами зажигают дугу переменного тока 14— 15 А. Фотографируют спектр до полного выгорания пробы (— 90 с). Расстояние между электродами во время экспозиции поддерживают равным 2 мм.
Спектры фотографируют в области длин волн 390,0—410,0 нм с помощью спектрографа ДФС-13 с решеткой 2400 штр/мм (см. п. 4.1). Ширина щели спектрографа 15 мкм. В кассету спектро­графа заряжают пластинку типа II.
4.4. Анализ эрбия или его окиси
Эрбий переводят в окись по ГОСТ 23862.0—79.
4.4.1. Определение содержания окисей диспрозия, гольмия, ту­
лия, иттрия
Навеску анализируемой пробы или каждого образца ООЭ1— ООЭ5 (см. табл. 5) массой 50 мг смешивают с 50 мг графитового порошка и помещают в кратеры шести электродов III (см. п. 4.1).
Между электродами зажигают дугу переменного тока 12—13 А. Фотографируют спектр с экспозицией 90 с. Расстояние между эле­ктродами во время экспозиции поддерживают равным 1,5 мм.
Спектры фотографируют в области длин волн 310,0—350,0 нм
с помощью спектрографа ДФС-13 с решеткой 1200 штр/мм (см. п. 4.1). Ширина щели спектрографа 15 імкм. В кассету спектрогра­фа заряжают пластинку типа ЭС.
4.4.2. Определение содержания окиси иттербия
Навеску анализируемой пробы или каждого образца ООЭ6— ООЭ9 (см. табл. 6) массой 50 мг смешивают с 50 мг графитового порошка и помещают в кратеры шести электродов III (см. п. 4.1). Между электродами зажигают дугу переменного тока 12—13 А. Фотографируют спектр с экспозицией 60 с. Расстояние между элек­тродами во время экспозиции поддержи