Лантан, церий, иттербий, лютеций, иттрий и их окиси. Химико-спектральный метод определения примесей окисей редкоземельных элементов

Химико-спектральный метод определения примесей окисей редкоземельных элементов
Lanthanum, cerium, ytterbium, lutecium, yttrium and their oxides. Chemical-spectral method of determina­tion of impurities in oxides of rare ear,th 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 ме­тод определения примесей окисей редкоземельных элементов в лан­тане, церии, иттербии, лютеции, иттрии и их окисях.
Метод основан на «экстракционно-хроматографическом концент­
рировании редкоземельных примесей. Полученный концентрат ана­
лизируют спектральным методом при испарении из тонкого слоя с торца угольного электрода в атмосфере аргон-кислород, возбужде­нии и фотографической регистрации дугового эмиссионного спектра? с последующим определением содержания примесей по градуиро­вочному графику.
Определяемые концентрации примесей окисей:

в иттрии и его окиси:
лантана от 1*10~6 до 5*1О~зо/о
церия от 1-Ю"5 до 1*10"2%
празеодима от 1-Ю~5 до 1* 10~20/о неодима от 1-10~5 до 5*1О~зо/о
самария от 140~5 до 1- 1О~2о/о
европия от 1-Ю'6 до 1-Ю"2%
гадолиния от 4-Ю-6 до 2-10~3% тербия от 2-Ю"5 до 1*10~2%
диспрозия от 4-Ю-6 до 2-10~3% гольмия от 4-Ю-6 до 24 О-3 % эрбия от 4-Ю"6 до 2*1О“зо/о
тулия от 2-Ю"5 до 1-10“3%
иттербия от 2*10~5 до Ы0~3%
.лютеция от 4-Ю"6 до 2*10~3%

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

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

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

Колонки хроматографические из молибденового стекла высотой 800—1000 мм двух типов: колонки с водяной рубашкой, колонки без водяной рубашки (см. черт. 1) ГОСТ 23862.7—79.
Колонки кварцевые внутренним диаметром 15 мм, высотой 35 мм.
Испарители из молибденового стекла (см. черт. 2, ГОСТ 23862.7—79).
I
Термостат ТС-16 или аналогичный, обеспечивающий нагрев во­ды до 40 ±2°С.
Потенциометр ЛПУ-01 или аналогичный, для измерения pH в интервале от 1 до 11.
Мельница .шаровая металлическая диаметром 210 мм, высотой 200 мім, массой 4 кг.
Шары металлические диаметром 30 мм, 25 шт.
Сита металлические.
Шкаф сушильный с терморегулятором, обеспечивающим тем­пературу до 200°С.
Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающим темпера­
туру до 1000°С-
Мотор швейный ДШС-2.
Спектрограф дифракционный ДФС-13 с решеткой 1200 штр/мм„ работающий в первом порядке отражения и однолинзовой системой
освещения или аналогичный.
Генератор дуговой типа ДГ-2 с дополнительным реостатом или аналогичный, пригодный для поджига дуги постоянного така высо­
кочастотным 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.
Станок для заточки электродов.
Плитка электрическая.
Насос водоструйный лабораторный стеклянный по ГОСТ 10696—75.
Камера из кварца, состоящая из цилиндра высотой 42 мм, ди­аметром 50 мм, изготовленного из оптического кварца, и двух круг­лых пластин диаметром 70 мм из технического кварца, которые- закреплены в штативе прибора. Кварцевый цилиндр свободно ле­жит на нижней пластине, верхнюю пластину опускают на цилиндр. В каждой из пластин имеется по отводной трубке для подачи газов и по отверстию для электродов.
Ротаметры типа РС-3-
Редукторы кислородные.
Манометры по ГОСТ 8625—77 на 3,9 • 10“3 Па (4 кгс/см2).
Угли спектральные ОСЧ-7—3, диаметром 6 мм.
Электроды, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7—3, диа­метром 6 мм, заточенные на усеченный конус с углом при вершине- 150 и с площадкой диаметром 1,5 мм.
Электроды, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7—3, диа­метрам 6 мм с бортикам высотой 1 мм.
I*
Порошок графитовый ОСЧ-7—4. ■
Пластинки фотографические спектрографические тип I, разме- ■ ром 9X24 или аналогичные, обеспечивающие нормальные почерне- К ния аналитических линий в спектре. I
Стаканы химические стеклянные. V
Воронки делительные вместимостью 1000, 2000 мл. I
Воронки Бюхнера диаметром 132 мм. I
Колбы Бунзена вместимостью 200, 500, 1000 мл. ■
Пипетки. I
Микропипетки на 0,1 їм л гидрофобизированные: высушенные в
сушильном шкафу при 120—150°С пипетки охлаждают, промывают I внутреннюю поверхность каждой пипетки диметилдихлорсиланом и 1 высушивают в сушильном шкафу при 120°С. I
Бюретки на 25 мл. I
Цилиндры стеклянные вместимостью 500 мл с притертой проб- I кой. І
Колбы стеклянные конические* I
Колба стеклянная вместимостью 1000 мл с обратным холодиль- | ником. I
Колбы мерные. I
Мешалка стеклянная пропеллерная. I
Тигли кварцевые вместимостью 10—15 мл гвдрофобизирован- I ные: внутренние стенки тигля обмывают диметилдихлорсиланом и I высушивают при 120°С. I
Прибор для перегонки с колбой Вюрца, вместимостью 500—' I 1000 мл. I
Пробки резиновые. I
Пленка полиэтиленовая. I
Бумага универсальная индикаторная pH 1—10. I
Силикагель марки КСК № 2 или № 2, 5. I
Фторопласт-4 (тефлон), порошок с размером гранул ^0,1 мм. I
Вата тефлоновая. I
Окиси редкоземельных элементов: лантана, церия, празеодима, I
неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, I
эрбия, тулия, иттербия, лютеция и иттрия, чистые по определяемым I примесям. I
Раствор хлористого иттрия, содержащий 30 мг/мл иттрия: I
38,1 г окиси иттрия помещают в стакан вместимостью 500 мл, при- I ливают 50 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают до I полного растворения, переносят в мерную колбу вместимостью I 1000 мл и доводят водой до метки. I
Стандартные растворы лантана, церия, празеодима, неодима, I самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, I тулия, иттербия и лютеция, содержащие 10 мг/мл одного из РЗЭ I гв расчете на окись. Каждый раствор готовят отдельно: I
Л 60 I
1 г соответствующей окиси РЗЭ (свежепрокаленной) помещают в стакан вместимостью 100 мл, прибавляют 10 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1, и нагревают до полного растворения окиси; рас­твор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят объем до метки водой.
Растворы внутреннего стандарта, содержащие 1 мг/мл церия или 1 мг/мл эрбия в расчете на окись, готовят разбавлением 10 мл стандартного раствора, содержащего 10 мг/мл церия или эрбия в расчете на окись.
Раствор 1, содержащий по 0,1 мг/мл лантана, церия, празеоди­ма, неодима, самария и европия в расчете на окись: по 1 мл каж­дого стандартного раствора (10 мг/мл) лантана, церия, празеоди­ма, неодима, самария, европия в расчете на окись помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят объем до метки 1 н. раствором соляной кислоты.
Раствор 2, содержащий по 0,1 мг/мл гадолиния, тербия, диспро­зия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция в расчете на окись: по 1 мл каждого стандартного раствора (10 мг/мл) гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция в расчете на окись помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят объем до метки 1 н. раствором соляной кислоты.
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 и 2%-ные растворы.
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, х. ч.
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. растворе азотной кислоты готовят в день употребления.
Аммоний роданистый 0,3 М, 0,8 М растворы с pH 4,7.
Вода дистиллированная, дважды перегнанная в кварцевом пе­регонном приборе.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77, х. ч., концентрированные и титрованные растворы: 0,01 н., 0,1 н., 0,3 н., 0,4 н., 0,5 н., 0,8 н., 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.
Кислота соляная, дважды перегнанная, 1,5 н. раствор.
Кислота щавелевая, по ГОСТ 22180—76 х. ч., насыщенный рас­твор.
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77, х. ч., концентрированная, 3,5 н., 7 н. растворы.
Кислота фтористоводородная (плавиковая) по ГОСТ 10484—73, х. ч-, концентрированная, 1 н. раствор.
Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, х. ч., концентрированный* 5%-ный раствор.
Водорода перекись (пергидроль) по ГОСТ 10929—76.
Ацетон по ГОСТ 2603—71.
Арсеназо-Ш, 0,02%-ный раствор.
Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор.
Ди-(2-этилгексил) фосфорная кислота (Д2ЭГФК), техническая (50—70%) и улучшенная (не менее 95%).
Д2ЭГФК 100% получают из технической Д2ЭГФК или улуч­шенной Д2ЭГФК, очисткой по ГОСТ 23862.7—79 (пп. 3.1 и 3.2),
Трибутилфосфат (ТБФ) очищенный по ГОСТ 23862-7—79, п. 3.3, Эфир этиловый.
Спирт этиловый ректификованный технический; по ГОСТ 18300—72.
Диметилдихлорсилан.'
Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288—74.
Диметилдихлорсилан, раствор в четыреххлористом углероде (1:4).
Этиленгликоль по ГОСТ 10164—75.
Кислота аскорбиновая, 0,5%-ный раствор в 1 ін. соляной кисло­те, готовят в день употребления.
Бензол по ГОСТ 5955—75.
Полистирол.
Раствор полистирола 2%-ный в бензоле; готовят в день упот^ ребления.
Аргон газообразный по ГОСТ 10157—73.
Кислород газообразный по ГОСТ 5583—78.
Азот газообразный по ГОСТ 9293—74. I

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Приготовление образцов сравнения
Готовят две серии образцов сравнения (ОС). Одна серия (ЛОС); I содержит лантан, церий, празеодим, неодим, самарий и европий I (легкие РЗЭ). Другая серия (ТОС) содержит гадолиний, тербий,! диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций (тяжелые I РЗЭ). I
3.1.1. Образцы сравнения ЛОС готовят разбавлением раствора I 1, а ТОС — разбавлением раствора 2 1 н. раствором соляной кис- I лоты. Соответствующие количества раствора 1 или 2, указанные- I для каждого образца в табл. 1, отбирают пипеткой, переносят в] мерную колбу вместимостью 100 мл и разбавляют 1 н. соляной кис- I ЛОТОЙ до метки. I
3.2. Подготовка электродов I
Электроды пропитывают полистиролом, погружая каждый I электрод заточенной частью в 2%-ный раствор полистирола в бен-1 162 I

золе на глубину 10|—15 мм, выдерживают 2—3 с и высушивают