Редкоземельные металлы и их окиси. Химико-спектральный метод определения примесей окисей редкоземельных элементов

Rare-earth metals and their oxides.
Chemical-spectral method of determination of
impurities in oxide 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 химико-спектральный ме­
тод определения примесей окисей редкоземельных элементов в ред­коземельных металлах и их окисях (кроме празеодима и его
экстракционно-хроматографическом кон­центрировании редкоземельных примесей с последующим спект­ральным анализом полученного концентрата.
Определяемые концентрации примесей окисей:
в лантане и его окиси:

дерия празеодима неодима самария европия гадолиния тербия диспрозия гольмия эрбия тулия иттербия лютеция
до 14О'2о/о до 140-2% до 240-2% до 140-2% до 140-2% до 54 О"3 % до 240-2% до 540-3% до 140-3% до 540-3% до 5«10-3% до 140-3% до 24 О’3 % до 140-2% до 140-2% до 240-2% до 140-2% до 140~2% до 540~3% до 240-2% до <540“3% до 140~3% до 54О'3% до 540“3% до 140-3% до 240 3%

Перепечатка воспрещена

в диспрозии и его окиси:
коллектор окись иттрия коллектор окись диспрозия

от 2-10“4 до М0~2% от 4-Ю-4 до 5-Ю-2% от 4.10-4 до 5.10-2% от 2-10"4 до 2.10-2% от 2-Ю-4 до 2.10-2% от 4-10-4 до 5.10“2% от 8-Ю-5 до 5-10~3% от 2-Ю-4 до 5.10-2% от 4.10“4 до ЬЮ-2% от 2.10“3 до 5-10“2% от 2-Ю-3 до 5-10-2% от 8-Ю-4 до 2.10"2% от 8-Ю-4 до 2.10-2% от 2.10-3 до 5.10-2% от 2.10-4 до 6-10-3% от 2-Ю-3 до 5.ю-2о/0 от 2-Ю-4 до ЬЮ-2% от 440-3 до 2-10“1% от МО"3 до 5.ю-2о/о от 2.10-3 до МО-1 % от МО”3 до 5-10-2%

в гольмии и его окиси:
коллектор окись иттрия
коллектор окись гольмия

в эрбии и его окиси:
коллектор окись иттрия коллектор окись эрбия

от 2-Ю-4 до 5-10~3% от 4-Ю-4 до 5-10-3% от 4-Ю-4 до 2-10-2% от 2-Ю-4 до 1.10-2% от 2-Ю-4 до 5-10-2% от 4-Ю-4 до 2-10-2% от 8-Ю-5 до 2-10-3% от 2-Ю-4 до 1-10-!% от 8-Ю-5 до 2-10-3% от 2-Ю-4 до 5-10-3 % от 2-Ю-4 до 5-10-3%, от 2-Ю-3 до 5-10-2% от 8-Ю-4 до 2-10-2%. от 4-Ю-4 до 1-10-2% от 2-Ю-3 до 5-10-2% от 8-Ю-4 до 2-10-2% от 8-Ю-5 до.2-10~3% от 4-Ю-3 до 1-Ю-1 % от 8-Ю-5 до 2-10“3% от 4-Ю"4 до 5-10-3%

в тулии и его окись иттрия
от 2-Ю”4 до 2-10“3% от 4-Ю”4 до 2-1О”2о/о от 4-Ю-4 до Ь10-2% от 2-Ю-4 до 1-10~2% от 2-Ю-4 до 2-1О”2% от 4*10-4 до 5’10“^°/о от 8-Ю”5 до 2-10”30/о от 2-Ю’4 до 1-10”2% от 8-Ю’5 до 2-10”2 % от 8-Ю”5 до 1-10-2% от 4-Ю 5 до Ы0-2%
от 4-Ю”4 до 2-1О~2о/о от 2-Ю”3 до 1-10~1% от 4-Ю”5 до 2-1О”зо/о
окиси:
коллектор окись тулия от 8-Ю”5 до 2-10-3% от 8-Ю-4 до 2-10-2% от 4-Ю”4 до 1.10-2о/0 от 4-Ю”4 до 1-10~2% от 8-Ю”4 до 2-10-2% от 2-Ю”4 до 5-1О“зо/о от 8-Ю”5 до 2-Ю”3 % от 4-Ю”4 до 2-10”2% от 8-Ю”4 до 2-10”2% от 4-Ю”4 до 1-10-2% от 4-Ю”4 до 1-10”2% от 1-Ю”3 до 5-10”2% от 2-Ю”4 до 1-10”2%

в иттербии и
окись иттрия
от 2-Ю-4 до 5-10”3% от 4-Ю’4 до 2-10”2% от 4-Ю”4 до 2-10”2% от 2-Ю”4 до 5-10”3% от 2-Ю”4 до 1-10”2% от 4-Ю”4 до 1-10-2% от 8-Ю”5 до 5-10”3% от 2-Ю”4 до 2-10”2% от 8-Ю”5 до 2-10-2% от 8-Ю”5 до 1-10-3% от 4-Ю”5 до 2-10”3% от 5-Ю”5 до 1-10”3%
от 2-Ю”4 до 5-10 3% от 8-Ю”4 до 2-10-2% от 8-Ю”4 до 2-Ю”2% от 2-Ю”4 до 5-1О”зо/о от 4-Ю”4 до 1-10~2% от 4-Ю”4 до 1-10”2% от 2-Ю”4 до 5-10-з% от 8-Ю”4 до 2-1О”2о/о от 8-Ю”4 до 2-10”2% от 4-Ю”5 до 1-Ю”3 % от 8-Ю”4 до 2-10”3% от 5-Ю”5 до 1-Ю"зо/о от 4-Ю”5 до 2-1О“зо/о
окиси:

коллектор окись лютеция от 2-Ю”4 до 5-Ю"3% от 4-Ю”4 до 1-10”2% от 8-Ю”4 до 1-Ю”2% от 2-Ю”4 до 6-Ю”3% от 8-Ю”4 до 2-10”2% от 2-Ю”3 до 5-10”2% от 8-Ю”5 до 2-Ю”зо/о от 2-Ю”4 до 5-Ю”3%

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

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

/—трубка толстостенная; 2—кран вакуумный; 3— фильтр стеклянный пористый № 1; 4—водяная
рубашка; 5—шлиф; 6—держатели стеклянные; 7— патрубок для подачи газа в систему; 8 - патру­бок для соединения системы с атмосферой

Черт. 1
Спектрограф дифракционный ДФС-13 с решеткой 1200 штр/мм, работающей в первом порядке отражения, и трехлинзовой систе­мой освещения.
Генератор дуговой типа ДГ-2 с дополнительным реостатом или .аналогичный, приспособленный для поджига дуги постоянного то- <ка высокочастотным разрядом.
Выпрямитель 250—300 В, 30—50 А.
Микрофотометр нерегистрирующий типа МФ-2 или аналогич­ный.
Спектропроектор ПС-18 или аналогичный.
Весы аналитические.
Весы торсионные типа ВТ-500 или аналогичные.
Ступка и пестик из агата или яшмы.
Станок для заточки электродов.
Угли спектральные ОСЧ-7—3, диаметром 6 мім.
Электроды, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7—4, ди­аметром 6 мм, заточенные на усеченный конус с углом при вер­шине 15° и с площадкой диаметром 1,5 мм на конце.
Электроды, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7—3 диа­метром 6 мм с каналом глубиной 5 мм, диаметром 2 мм и толщи­ной стенок 1 мм.
Порошок графитовый ОСЧ-7—4.
Тигли фарфоровые.

Пластинки фотографические спектрографические тип I, разме
ром 9x24 или аналогичные, обеспечивающие нормальные почер­нения аналитических линий в спектре.
Бумага универсальная индикаторная.
Баня водяная.
Плитка электрическая.
Редукторы кислородные.
Манометры по ГОСТ 8625—77 на 3,9-10”3 Па (4 кгс/см2).
Насос водоструйный лабораторный стеклянный по ГОСТ 10696—75.
Воронки делительные вместимостью Ю00, 2000 мл.
Воронка Бюхнера диаметром 132 мм.
Бюретки вместимостью 25 мл.
Цилиндры стеклянные вместимостью 1000 мл с притертой проб- ’ кой.
Колба стеклянная вместимостью 1000 мл с обратным холодиль- ником.
Колбы мерные вместимостью 100, 1000 мл.
Мешалка стеклянная пропеллерная.
Прибор стеклянный для перегонки с колбой Вюрца вмести­мостью 500, 1000 мл.
Чашки фарфоровые диаметром 210 мм.
Пробки резиновые.
Пленка полиэтиленовая.
Силикагель марки КСК № 2 или 2,5.
Окиси редкоземельных элементов лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция, иттрия — чистые по определяе­мым примесям.
Раствор хлористого иттрия, содержащий 30 мг/мл иттрия: 38,1 г окиси иттрия помещают в стакан вместимостью 500 мл, при­ливают 50 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают до полного растворения, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 мл и доводят водой до метки.
Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78, х. ч., насыщенный раствор.
Натрий углекислый кристаллический по ГОСТ 84—76, х. ч., 5%-ный раствор.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77, 10%-ный раствор.
Натрий гидроокись по ГОСТ 4328—77, х. ч., 0,1 н., 0,5 н., 1 н., 2 н. растворы.
Калий бромноватокислый по ГОСТ 4457—74, х. ч.;
0,1 М. раствор (16,8 г растворяют в 1000 мл воды); готовят в день употребления.
0,1 М. раствор в 3,5 н. растворе азотной кислоты; готовят в день употребления.
0,1 М раствор в 7 н. азотной кислоте; готовят в день употреб­ления.
Азот газообразный по ГОСТ 9293—74 или аргон газообразный по ГОСТ 10157—73.
Аммоний роданистый 0,3 М, 0,8 М растворы с pH 4,7.
Арсеназо-Ш, 0,02%-ный раствор.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, х. ч., концентрированная 0,01 н„ 0,1 н., 0,3 н., 0,4 н., 0,5 н., 0,8 и., 1 н., 1,1 н., 1,2 н., 1,5 н., 2 н., 2,2 н., 2,4 н., 2,5 н., 3 н., 4 н., 5 н., 7 н. титрованные растворы.
Кислота щавелевая по ГОСТ 22180—76, х. ч., насыщенный ра­створ.
Кислота, азотная по ГОСТ 4461—77, х. ч., 15 н.„ 3.5 н., 7 н. ра­створы. J
Кислота фтористоводородная (плавиковая кислота) по ГОСТ 10484—73, х. ч.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, х. ч., концентрированный, 5%-ный раствор.
Водорода перекись (пергидроль) по ГОСТ 10929—76.
Ди-(2-этилгексил) фосфорная кислота (Д2ЭГФК), техническая (50—70%) и улучшенная (не менее 95% ).
Д2ЭГФК 100%-ный раствор получают из технической Д2ЭГФК (см. п. 3.1) или из улучшенной Д2ЭГФК (см. п. 3.2).
Толуол по ГОСТ 5789—78.
Раствор 100%-ной Д2ЭГФК в толуоле (60% Д2ЭГФК, 40% то­луола) .
Трибутилфосфат (ТБФ).
Эфир этиловый.
Спирт этиловый ректификованный технический 18300—72.
Диметилдихлорсилан.
Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288—74.
Диметилдихлорсилан, раствор в четыреххлористом
Ацетон по ГОСТ 2603—71.
Этиленгликоль по ГОСТ 10164—75.
Кислота аскорбиновая, 0,5%-ный раствор в 1 н. соляной кисло­те; готовят в день употребления.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Очистка технической Д2ЭГФК
В стакан вместимостью 1000 мл помещают 500 мл технической Д2ЭГФК, добавляют 250 мл 7 н. соляной кислоты и выдержива­ют в течение 5—6 ч в водяной бане при 80°С, перемешивая меха­нической мешалкой. Смесь переносят в делительную воронку вме­стимостью 1000 мл и после расслаивания отделяют водный слой (нижний). Органическую фазу промывают 3—4 раза водным ра­створом хлористого натрия, порциями по 300 мл, переносят в де­лительную воронку вместимостью 2000 мл, добавляют 500 мл эти­лового эфира, перемешивают и нейтрализуют 2 н. раствором гидро­окиси натрия до pH 7 (контроль проводят по универсальной ин­дикаторной бумаге). Далее органический раствор дважды про­мывают 1 н. раствором гидроокиси натрия (порциями по 750 мл) и один раз 750 мл 0,5 н. раствора едкого натра, нейтрализуют 2 н. раствором соляной кислоты до pH 2,5 (контроль проводят по уни­версальной индикаторной бумаге), трижды промывают водным раствором хлористого натрия порциями по 750 мл.
Органическую фазу переносят в стакан вместимостью 3000 мл, добавляют 1500 мл водного раствора хлористого иттрия, содержа- 5* 131
щего 30 мг/мл иттрия, перемешивают механической мешалкой 3—5 мин, выдерживают 10 мин и отделяют водный слой от осадка декантацией. Осадок дважды промывают ацетоном (порциями по 750 мл) и дважды этиловым эфиром (порциями по 600 мл) при энергичном перемешивании механической мешалкой. Каждый раз твердую фазу отделяют от промывной жидкости на воронке Бюх­нера диаметром 132 імм. Промытый осадок переносят в стакан вместимостью 2000 мл, добавляют 200 мл этилового эфира, 500 мл 7 н. соляной кислоты и растворяют при перемешивании механиче­ской мешалкой.
Стадии осаждения, промывания и растворения осадка должны следовать друг за другом без перерыва во времени. Смесь пере­носят в делительную воронку вместимостью 2000 мл и после рас­слаивания водную фазу (нижний слой) переносят в стакан вме­стимостью 1000 мл и оставляют для регенерирования иттрия. К органической фазе в делительной воронке добавляют 200 мл этилового эфира и промывают