Файл: Кузнецов, Р. А. Активационный анализ.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 111

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

автоматически. Схемой предусматривается разделение 25 эле­ ментов на 7 групп; полное время химической обработки, начи­ ная с операции травления пробы, составляет 4 ч. Кстати ска-

Анааизируемый раствор

Г

Спаривание досуха

HN03 +HCWl.

АВ-17 X 1M(NH2)2CS

Аи

СЩ-форма т а

СпариВание досуха

0,1н. HF

X

 

йн.НСЪ

 

 

КУ~2 х 15

 

Спаривание досуха

Н+-форма

 

 

 

 

8н.НС1

V

 

Си, Со,Са 7н.НС1,Нг0,X

АВ-17

Восстановление серой

Jn,Zn,Fe, 1h.NHj.0H

СГ-форма

Sh.HCI + Ih.HF

 

1

 

Cd

т

 

АВ~17 Зн.НСШ^

й, Та,

 

СГ-форма

On, No

Упаривание досуха

HZ0

 

т

 

Mn,Ni,Cr, Nh.HCI

АВ-17 .

■AS,P,W

 

Ад, РЗЭ

~~

он'-форма

 

 

 

т

 

 

 

 

Спаривание

 

 

 

Zh.NHj.C I

 

 

сa, Sr,0,1М трипонБX

ку-г*1 б

 

 

Ва

pH=10

NHt-форма

Т

На, К,

Rb,CS

Рис. 76. Схема группового радиохимического разделения элементов методом ионообменной хроматографии при активационном анализе

кремния и кварца.

зать, эта схема может быть изменена, и тогда она позволит

выделять каждый определяемый элемент в индивидуальном виде.

Для активационного анализа стекол Гуд и др. [322] приме­ нили экстракционную схему группового разделения (рис. 77).

318


Она предусматривает разделение 25 элементов на 6 групп по­ следовательной экстракцией ТТА, ДДДК и ТБФ при контроли­ руемом pH. Разделение выполняет экстрактор специальной конструкции, который автоматически выполняет все операции,

Ops> фаза

Яфвя фаза

Рис. 77. Схема группового экстракционного разделения элементов при активационном анализе стекол (ТТА — теноилтрифторацетон, ДДДК — диэтиламмоний диэтилдитиокарбаминат, ТБФ — трибутилфосфат).

требующиеся по ходу анализа (см. гл. 10, § 4). Химический

выход элементов составляет 95%.

Весьма знаменательным является то обстоятельство, что в последнее время предложено несколько схем группового ра-

319


диохимического разделения, рассчитанных на использование для конечных измерений Ge(Li)-спектрометра. Естественно, что с прибором такого типа количество элементов в группе может

быть увеличено, а процедура

разделения

упрощена.

Правда,

применение Ge (Li)-детектора

связано с

понижением

эффек­

тивности регистрации, по этой причине в некоторых случаях стали предусматривать отдельное выделение малоактивных эле-

 

 

(lpoj}af

 

 

Органи-

 

oSpctVdfjjKCt H FtH z'Sdq.

 

 

Зкст ращ ия (CzH5)z0 из 6и. НС1

 

 

ческая

г

 

}

 

 

фаза

т

 

 

 

Удаление эфира,

Дистилляция

 

осаждение NaOH

из HBr+H2S0^, Й2о2

д истиллят

1 Г

1

Осадок|

 

|

01

Зкстращия

Осаждение

Осаждение

сульфидов

сцльфидов

Органи-

аз 6н. НИ

 

I

1

честя

I

1

 

фаза

»

т

Осаждение

As,Sb,Hg, ■

»e,Ge,Sb,

Сброс

№,)3(рмоп о,0)

Re,0s,Se

Au,Ga,Mo

 

Растворение

\

 

 

 

 

в Н01+НЩ

 

 

 

 

X

Cs

 

 

 

 

 

 

зн. на

Д ауэкс AG U8

Со,Sc Zn

Рис. 78. Схема группового радиохимического разделения элементов при активационном анализе каменных метеоритов.

ментов с измерением этой группы на сцинтилляционном спек­ трометре. Такой подход позволяет наиболее рационально ис­ пользовать все имеющиеся в распоряжении аналитика химиче­ ские и физические средства для получения наибольшего эф­ фекта.

Лауль и др. [62] при определении 17 элементов в каменных метеоритах использовали радиохимическое выделение трех групп элементов и индивидуально Tl, Cs и Zn (рис. 78). Боль­ шие группы измеряются на полупроводниковом спектрометре, остальные фракции (кроме Т1) на сцинтилляционном. Резуль­ таты обрабатываются на ЭВМ. Поскольку аналитический ра­ диоизотоп таллия (204Т1) — чистый ^“-излучатель, то необходим р-счет.

Филби и др. [361] изучили возможности, которые представ­ ляет радиохимическое удаление наиболее мешающего компо­

320


нента (24Na) для анализа многих элементов в горных породах. Как оказалось, отсутствие 24Na дает возможность включить в анализ ряд радиоизотопов с периодом полураспада в интерва­ ле 1—50 ч. Схема анализа состоит из четырех облучений раз­ ной длительности с последующим многократным измерением у-активности проб с помощью Ge (Li) -спектрометра (рис. 79).

Рис. 79. Комбинированная схема активационного анализа горных пород.

После одного из облучений проводится разложение пробы сплавлением с ЫВОг и затем сорбция 24Na гидратированной пятиокисью сурьмы. Предложенная схема позволяет определять 32 элемента, но полная длительность анализа достигает трех месяцев.

Наибольшее число одновременно определяемых элементов было достигнуто в схемах, которые сочетают широкое использо­ вание физических средств с групповым радиохимическим раз­ делением. Такой подход был использован Моррисоном и др. [362] в схеме многоэлементного активационного анализа гор­ ных пород. Эта схема предусматривает проведение измерений

321

с помощью Ge(Li) -спектрометра, а в отдельных случаях — при­ менение системы совпадений — антисовпадений.

тов

Серия коротких облучений позволяет определить 10 элемен­

(Al, V, Mg, In,

Mn, Ni, К, Dy,

Cl, Na). Отдельную навеску

(1

г) облучают 8

ч тепловыми

нейтронами реактора [Ф=

 

 

Проба,

 

 

носители Sc, Zn, La, As, Br.

 

 

Обработка HF+HzSOt,,

 

I

дистилляция

 

 

 

уДистиллят

 

Остаток, растворение-

7SA s , 82В г

 

В 8н. HCi, сорбция Sbz05

 

Экстракция ТБФ

 

Органи- |--------------

 

ческая

X

 

Фаза

'

% l6R b ,Os,V wSc,131' ва,

18Ь

 

1Hf,97Zr, нSc,’

™Sc,"7Sc,175Hf,233Pa

85S r , Wp»

Oe,mNd,153Srn,15ZEu,

 

 

ш Еи, 1S3Gd, 1S0Tb, n°i"

 

 

’La, шНо,

 

 

170-r

 

 

Tm, m Yb, 177Lu, 51Cr, wCa

Рис. 80. Схема группового радиохимического разделения при актива­

 

ционном

анализе горных пород.

= 7 -10й нейтрон/(см2сек)], выдерживают 15 ч. После перевода пробы в раствор производится радиохимическое разделение элементов на группы методами сорбции, экстракции и ионного обмена согласно схеме анализа (рис. 80). Общее число элемен­ тов, которое может быть определено этим методом в различ­ ных горных породах, составляет 45, причем область опреде­ ляемых концентраций простирается от 5-10-6 до 10%.

Колеман [363] сравнил точность инструментального анализа с полупроводниковым и сцинтилляционным гамма-спектромет­ рами и анализа с групповым радиохимическим разделением. Исследование проводилось на примере стекол и включало

322


определение 20 элементов. Как оказалось, в данном конкрет­ ном случае метод группового разделения позволяет оценивать содержание всех элементов (инструментальными методами не­ которые из них не обнаруживались) при общей точности, кото­ рая выше точности инструментального метода. Наиболее пло­

хие результаты были получены

с Ge(Li) -спектрометром (объ­

ем 20 см3, разрешение 7 кэв для

Е у= 1,33 Мэе), что связано с

его низкой эффективностью.

 

В заключение, видимо, следует отметить, что традиционное соперничество между радиохимическим и инструментальным методами в области многоэлементного анализа наилучшим об­ разом разрешается в схемах, предусматривающих творческое сочетание этих методов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Старосельская-Никитина О. А. История радиоактивности и возникно­ вение ядерной физики. М., Изд-во АН СССР, 1963.

2.Hevesy G. V., Levi Н. In: Hevesy G. Adventures in Radioisotope Rese­ arch. V. 1. N. Y„ Pergamon Press, 1962, p. 47.

3.Seaborg G. T., Levingood .1. J. Artifical radioactivity as a test for minute

treaces of elements. — J. Amer. Chem. Soc., 1938, v. 60, p. 1784.

4.Meinke W. W. Activation analysis utilizing fast radiochemical separa­ tions.— In: Radioisotopes in the Physical Sciences and Industry. IAEA, Vienna, 1960, v. 2, p. 277.

5.Stary J., Ruzicka J. Substoichiometric determination of traces of metals. — Talanta, 1964, v. 11, p. 697.

6. Вдовенко В. M. Современная радиохимия. М., Атомиздат, 1969.

7.Гринберг А. А. Радиоактивные индикаторы в химии комплексных сое­ динений.— «Успехи химии», 1940, т. 9, с. 771.

8.Айдаркин Б. С. и др. К методике определения бериллия в рудах по фо­

9.

тонейтронам.— «Тр. Радиевого ин-та», 1957,

т. 5, вып. 2, с. 89.

 

Алимарин И. П.,

Яковлев Ю.

В.

Ядернофизические методы

анализа.—

10.

«Атомная энергия», 1969, т. 26,

с. 127.

анализа. — «Ж.

аналит.

хи­

Руденко Н. П.

Радиохимические

методы

11.

мии», 1967, т. 22,

с. 1736.

 

 

 

 

 

Алимарин И. П. Современное состояние и некоторые перспективы раз­

 

вития методов аналитической

химии. — «Ж.

аналит. химии»,

1970, т. 25,

 

с. 599.

 

 

 

 

 

 

12.

Моррисон Дж., Скогербоу Р. Общие аспекты определения

следов

эле­

 

ментов.— В кн.:

Физические методы анализа следов элементов. Пер. с

13.

англ. М., «Мир»,

1967, с. 9.

 

 

 

 

 

Гамбарян Р. Г., Иванов И. Н., Штань А. С. Современный активацион­

 

ный анализ. — В кн.: Радиационная техника.

М., Атомиздат,

1967, вып. 1,

 

с. 61.

 

 

 

 

 

 

14.Реформатский И. А. Горячие и изотопные лаборатории. Изд. 2-е. М., Атомиздат, 1971.

15.Виноградов А. П. Проблема чистоты материалов. — В кн.: Методы оп­

ределения и анализа редких элементов. М., Изд-во АН СССР, 1961, с. 5. 16. Горюнова Н. А. и др. Задачи и пути развития аналитической химии по­

 

лупроводниковых

материалов. — «Тр.

комиссии

по

аналитической хи-

17.

мин», 1968, т.

16, с. 3.

 

анализ. Пер.

с англ.

Под ред.

Боуэн Г., Гиббонс Д. Радиоактизационный

18.

И. П. Алимарина. М., Атомиздат, 1968.

 

in inorganic

geochemistry.—

Winchester J.

W.

Radioactivation analysis

19.

In:

Progress

in inorganic chemistry.

V. 2.

Cambridge,

1960, p. 1.

Showalter D.t

Schmitt R. Application of activation analysis to

geochemi­

 

cal,

meleoritic

and

Lunar studies. — In: Advances

in

activation

analysis.

V.2. London, Academic Press, 1972, p. 185.

20.Кист А. А., Лобанов E. M. Активационный анализ в биологии и меди-

324