Редкоземельные ионообменные методы разделения

Усовершенствованный ионообменный метод разделения макроколичеств редкоземельных элементов [1943]. [c.319]

Важной областью применения элюентной хроматографии является выделение индивидуальных примесей редкоземельных элементов (РЗЭ) при анализе лантаноидных препаратов. Затруднения в приложении к анализу разработанных ионообменных методов разделения РЗЭ, например, элюентной комплексообразовательной хроматографии на катионитах [715], заключаются в несоизмеримости количеств примесей и основы, что предопределяет неполноту разделения. В результате получают фракции элюата, только обогащенные примесями относительно основы. [c.316]

Выбор группы методов концентрирования для конкретного анализируемого чистого вещества, с одной стороны, зависит от свойств элементов основы и примесей. Например, концентрирование при анализе щелочных и щелочноземельных металлов проводится, в основном, путем группового выделения примесей (экстракцией, ионным обменом, соосаждением с коллектором и пр.). Для элементов, расположенных в середине Периодической системы, и переходных металлов в высших степенях валентности характерно образование летучих соединений с ковалентным Типом связи и для целей концентрирования при анализе названных элементов и их соединений часто могут быть использованы методы испарения (сублимации) основы. Переходные металлы (с достраивающимися электронными -оболочками) склонны к комплексообразованию в растворах и для их отделения перспективны экстракционные и ионообменные методы. Разделения в группах редкоземельных и актинидных элементов (с достраивающимися /-оболочками) требуют использования высокоэффективных хроматографических методов, в частности, метода ионообменной хроматографии. С другой стороны, важное значение для выбора метода концентрирования имеют физико-химические свойства анализируемого соединения (летучесть, плавкость, растворимость). Так, соединения, которые с трудом переводятся в раствор, следует подвергать обогащению методами испарения или направленной кристаллизации. Те же методы, не связанные с химической обработкой пробы, если они могут обеспечить концентрирование нужных примесей, следует применять и при анализе прочих чистых соединений. [c.319]

Ионообменный метод разделения. Метод ионообменной хроматографии используется для разделения элементов с близкими химическими свойствами, например, редкоземельных, трансурановых, щелочноземельных и т. п. В этом методе удачно сочетаются универсальность и эффективность с простотой проведения опытов. Полнота разделения обусловлена многократным повторением актов адсорбции и десорбции. [c.169]

В ионообменном методе разделения смесь хлоридов редкоземельных элементов подвергают бомбардировке нейтронами, вследствие чего образуются радиоактивные изотопы. Смесь затем растворяют, прибавляя в раствор нитратный буфер, и пропускают через колонку с катионитом. Колонку непрерывно промывают новыми порциями буферного раствора и вытекающую жидкость направляют мимо окна счетчика Гейгера в приемник, собирающий жидкость фракциями. [c.416]

Работа ионообменной установки для разделения редких земель зависит от целого ряда факторов, таких как состав смеси редкоземельных элементов, желаемый масштаб производства, требуемая чистота отдельных редкоземельных элементов. Несколько лет тому назад лаборатория в Эймсе смонтировала маленькую опытную установку для изучения ионообменных методов разделения редких земель и тогда же было получено несколько килограммов каждого редкоземельного элемента высокой чистоты. Проект этой установки отвечал уровню наших знаний того времени, с помощью которых мы хотели добиться следующего выделить из гадолиниевых минералов тяжелые редкие земли от диспрозия до лютеция. На сегодняшний день имеются достаточные данные для проектирования установок по разделению редких земель. [c.390]

Ионообменный метод разделения. VII. Близкие к оптимальным условиям разделения редкоземельных элементов — продуктов расщепления урана — элюированием их молочной кислотой при 87°. [c.160]

Ионный обмен как метод разделения. VI. Исследование на ионообменной колонке относительных эффективностей различных комплексообразователей при разделении легких редкоземельных элементов [1932]. [c.319]

Ионный обмен как метод разделения. III. Исследование равновесия реакций комплексных соединений редкоземельных элементов с синтетическими ионообменными смолами [3339]. [c.477]

Классическим примером использования такого подхода является успешное разделение ионов редкоземельных элементов (лантаноидов). До того времени, как эти элементы впервые были разделены ионообменной хроматографией, единственный применимый метод разделения и очистки редкоземельных элементов заключался в утомительном дробном осаждении их, проводимом десятки и даже сотни раз. Хотя предполагалось, что метод осаждения дает чистые соединения редкоземельных элементов, тщательное исследование этих осадков современными физическими аналитическими методами часто показывало, что на самом деле они оказывались относительно загрязненными. Если раствор, содержащий ионы редкоземельных элементов Ьа +, Се - ", ЕиЗ+, Од +, ТЬ +, Ег +, Тт - -, или вводят в ионообменную колонку, все они сначала сорбируются на фазе смолы. Коэффициенты селективности катионов редкоземельных элементов очень близки, так как все они имеют равные заряды (-ЬЗ) и почти одинаковые ионные (сольватированные) радиусы. Поэтому разделить эти катионы элюированием с колонки раствором обычной соли, такой как хлорид натрия или аммония, невозможно. Вместе с тем, если в элюент добавить цитраты, то эти ионы довольно четко разделяются цитрат образует с каждым катионом комплексы различной прочности, так что редкоземельные элементы можно элюировать по одному с колонки и собирать в различные приемники. Однако разделение все еще представляет определенную трудность, так как для полного элюирования ионов может потребоваться около 100 ч. [c.593]

НОЙ хроматографии на протяжении последних 15 лет. В этой связи особый интерес представляют исследования по разделению продуктов радиоактивного распада, выполненные по так называемому Плутониевому проекту [И]. Среди продуктов распада имеются различные редкоземельные элементы. С помощью ионообменных методов iix удалось отделить друг от друга. Метод ионообменной хроматографии позволяет осуществить и многие другие разделения весьма близких по своим свойствам элементов. [c.25]

При некоторых типах ядерных реакций (например, при облучении ядер элементов частицами высоких энергий и процессах деления тяжелых ядер) могут образоваться очень сложные смеси радиоактивны изотопов ряда элементов. Далее требуется их разделение и выделение в чистом виде как для изучения происходящих при этом процессов, так и для изучения свойств самих радиоактивных изотопов или использования их в качестве радиоактивных индикаторов. Приемы аналитической химии, используемые с учетом специфических условий (обычно приходится иметь дело с микроколичествами образующихся радиоактивных элементов), позволяют в ряде случаев проводить такие разделения с применением изотопных носителей или без них. Однако некоторые группы очень близких по свойствам элементов (редкоземельных, трансурановых и др.) обычными химическими методами разделяются весьма трудно. За последнее время эти задачи были успешно решены с помощью ионообменной хроматографии. Кроме того, оказалось, что часто ионообменными методами можно быстрее, проще и чище выделять и другие элементы, для которых обычно используются химические методы выделения. Поэтому в настоящее время разрабатываются хроматографические методы выделения многих элементов периодической системы. Преимущество этих методов состоит также в том, что в них отсутствуют явления соосаждений, захватов и т. д., причем чистые препараты можно получать в одном цикле. [c.384]

Разделения элементов внутри групп можно выполнить быстро только ионообменными методами с применением растворов комплексообразующих агентов, причем разделение трансурановых элементов проводится точно так же, как и редкоземельных элементов в индикаторных количествах. [c.403]

Разделение лантаноидов — от празеодима до лютеция — требует еще больших затрат сил и средств, и времени, разумеется. Поэтому в последние десятилетия химики и технологи многих стран мира стремились создать новые, более совершенные методы разделения этих элементов. Такие методы — экстракционные и ионообменные — были созданы и внедрены в промышленность. Уже в начале 60-х годов на установках, работающих по принципу ионного обмена, достигли 95%-ного выхода редкоземельных продуктов чистотой до 99,9%. [c.68]

Ионный обмен. Ионообменный метод рекомендуется для очистки скандия от наиболее трудно отделяемых примесей (редкоземельные элементы, иттрий и торий). По сравнению с другими методами разделения он имеет то преимущество, что можно получать соединения скандия высокой степени чистоты. Наряду с этим ему присущи и существенные недостатки небольшая производительность, применение дорогостоящих трудно регенерируемых реагентов. [c.253]

Разделение неодима, празеодима и церия ионообменным методом осуществлено ] па смоле дауэкс-50 в аммонийной форме, причем были, выделены спектрально чистые редкоземельные элементы. Опыты были затем с успехом воспроизведены в заводском масштабе. [c.467]

Редкоземельные элементы отделяют от Ас ионообменным методом после их совместного выделения в виде фторидов, оксалатов или гидроокисей. На рис. 92 приведена хроматограмма разделения актиния, редкоземельных и актинидных элементов на катионите дауэкс-50 х 12 с применением в качестве элюента раствора лактата аммония с pH 4,35 [19]. Актиний с катионита вымывается последним [2, 19]. Аналогичные результаты получены и при использовании 3,6%-ного раствора лактата аммония с pH 3,5 [81]. [c.195]

Возможности ионообменной хроматографии были впервые блестяще проиллюстрированы при решении одной из наиболее трудных проблем неорганической химии — разделении редкоземельных элементов (РЗЭ). Эти элементы были разделены в 40-х годах с применением катионообменника Дауэкс-50 и лимонной кислоты в качестве элюента. В настоящее время известно много методов разделения РЗЭ особенно перспективно использование в качестве элюентов растворов комплексонов. В качестве элюентов в ионообменной хроматографии используют растворы многих органических и неорганических комплексантов. [c.42]

Современные методы разделения — ионообменная хроматография и экстракция органическими растворителями — позволяют получать соединения р.з.э. в достаточно чистом виде. Однако нет хорошего метода выделения металлов -из их солей. В настоящее время для получения р.з.э. их соли восстанавливают активными металлами или подвергают электролизу. Полученные таким образом р.з.э. содержат до 1 % примесей других редкоземельных и посторонних элементов. [c.110]

Прекрасные результаты дает применение ионообменных смол для хроматографического разделения редкоземельных элементов [229, 287, 510—515, 551], радия и бария [550] и изотопов [158, 332]. Обычно применявшиеся ранее методы получения индивидуальных редкоземельных элементов и радия кристаллизацией вызывают весьма серьезные трудности вследствие необходимости большого числа перекристаллизаций. Ряд исследователей (независимо друг от друга) разработал хроматографические методы разделения редкоземельных элементов при помощи ионообменных адсорбентов. Таким же способом удалось разделить радий [c.143]

Очевидно, что ионообменные методы эффективны для концентрирования нужного иона из очень разбавленных растворов и разделения актинидных элементов как друг от друга, так и от элементов редкоземельной группы. [c.293]

Разделение смесей редкоземельных ионов. Экстракционное разделение смесей редкоземельных элементов представляет большой практический интерес, поскольку в отличие от ионообменного метода при экстракции, например, с ТБФ ис- [c.124]

Примечание. Среди ионообменных процессов, осуществляемых ионитами (извлечение электролитов из растворов, очистка неэлектролитов от примесей электролитов, хроматографическое разделение смесей электролитов), особенно большое значение имеет ионообменно-хроматографический метод разделения смесей (ионов металлов, в частности редкоземельных, аминокислот, антибиотиков, алкалоидов и др.). Ионообменная хроматография — один из видов сравнительно новой области химии, хроматографии, широко используемой для разделения смесей веществ в жидких и газообразных фазах. Помимо ионообменной, существуют следующие виды хроматографии адсорбционная, распределительная и осадочная. Хроматографический метод анализа открыл в 1903 г. русский ботаник М. С. Цвет (1872—1919). [c.448]

В заключение необходимо отметить широкое применение ионообменной адсорбции для извлечения и разделения ионов. Ионный обмен применяется для умягчения и очистки воды, извлечения ценных компонентов, например урана, золота, серебра. Сейчас нет производства по переработке урановых руд, в котором пе применялась бы ионообменная адсорбция. Ионный обмен используется для разделения редкоземельных элементов, что позволило получать нх в больших количествах и с высокой степенью чистоты. Раньше для этой цели применяли перекристаллизацию, производительность которой несравненно меньше. Ионообменная адсорбция является одним из важных методов в аналитической химии. [c.172]

Молекулярная адсорбционная хроматография. Этот вид хроматографии имеет большое значение для аналитического и технологического разделения смесей органических веществ сложного состава, например растительных пигментов, витаминов, антибиотиков, аминокислот. Известны также примеры использования метода молекулярной адсорбционной хроматографии для разделения редкоземельных и радиоактивных элементов, хотя для этих целей чаще применяют методы ионообменной хроматографии. [c.69]

Благодаря большим достижениям в синтезе ионообменных смол их стали применять далеко за пределами первоначальной области их использования — в водоочистке. Иониты применяются всюду, где требуется удаление, выделение и концентрирование ионов в растворах. Иониты используются в энергетической, химической, пищевой, фармацевтической, металлургической и в ряде других от--раслей промышленности. Ионообменные смолы применяются для разделения ионов, которые до настоящего времени не могли быть разделены с помощью других методов. В частности, их применяют Для разделения редкоземельных элементов, продуктов распада радиоактивных веществ и т. Дг Широкое применение иониты находят при изготовлении чистых реагентов. [c.481]

Рассмотренные три способа не могут дать удовлетворительного результата, если ионы очень мало различаются по свойствам и поглощаются ионитом почти одинаково. В этом случае эффективного разделения можно достичь, применяя метод ионообменной хроматографии с комплексообразователем, дающим с разделяемыми ионами комплексные соединения различной прочности. -Рассмотрим суть этого метода на примере разделения ионов редкоземельных элементов с применением лимонной кислоты в качестве комплексообразователя. Разделяемым катионам дают поглотиться в верхней части катионитовой колонки (сульфокатионит в ЫН4- или Н-формах). Затем через колонку пропускают растворы нитратного буферного раствора (лимонная кислота + гидроксид аммония), имеющие разные pH. При этом поглощаемые катионы образуют нитратные комплексные отрицательно заряженные анионы, прочность которых (и, следовательно, вымывание из катионитовой колонки) определяется pH и концентрацией цитратного буферного раствора. Так создаются условия для дифференциального вымывания поглощенных катионов. Чем прочнее образующийся комплексный анион, тем легче вымывается катион из колонки. [c.690]

Во многих работах ионообменные процессы были предложены в качестве способа решения химико-аналнтических задач. В самом общем виде в ге-терофаэной системе ионообменный сорбент — раствор можно осуществить абсолютное и относительное концентрирование определяемого компонента. Конечно, эти процессы в ходе аналитического определения являются вспомогательными, но во многих случаях они необходимы, иначе их применение было бы неоправданным иа фоне интенсивно развиваемых разнообразных прямых химических, физико-химических и физических методов современной аналитической химии. При недостаточном пределе обнаружения существующих или доступных в конкретной ситуации методов анализа прибегают к абсолютному концентрированию, например, путем упаривания, экстракции, осаждения. В ионообменном методе абсолютное концентрирование проводят поглошением определяемого элемента ионообменным сорбентом и регенерацией последнего малым объемом специально подобранного реагента (элюента). При недостаточной селективности существующих или доступных методов анализа прибегают к относительному концентрированию — отделению определяемого элемента от мешающих примесей. При ионообменном отделении мешающих элементов, далеких по ионообменным свойствам от определяемого компонента, относительное концентрирование выполняют простым пропусканием анализируемого раствора через слой (колонку) ионита в так называемых динамических проточных условиях (напрнмер, поглощение щелочноземельных металлов катионитом при титриметрическом определении сульфатов). Наконец, при отделении мешающих элементов, близких по свойствам к определяемому элементу (например, смесн щелочных, щелочноземельных, редкоземельных элементов, галогенов и пр.), относительное концентрирование осуществляют методом ионообменной хроматографии, т. е. методом разделения сме- [c.5]

Несомненным достоинством книги М. Мархола является всестороннее освещение вопроса применения нонообмеиников в аналитической химии. В ней дается общее представ ление о синтетических органических (иониты) и различных неорганических (оксиды и гидроксиды, гетерополикислоты, фос-форомолибдаты и пр.) ионообменных сорбентах, подробно описаны основные свойства ионообменных сорбентов и методики их определения, а также кратко изложены вопросы теории ионообменное равновесие и теория тарелок. Основное внимание автор уделяет изложению хроматографических методов разделения ионов по группам (подгруппам) периодической таблицы Д. И. Менделеева, включая редкоземельные и трансурановые элементы (материал этого раздела занимает почти половину книги). Кратко описано применение ионитов для определения общего солесодержания растворов и удаления мешающих ионов. Специальная глава посвящена технике выполнения ионообменных опытов. [c.6]

Известно, что редкоземельные, а также трансурановые элементы разделить обычными химическими методами весьма затруднительно. Для разделения суммы редкоземельных элементов в индикаторных количествах с успехом используется ионообменный метод при этом в качестве элюирующего вещества чаще всего применяются растворы лактата или оксибутирата аммония. [c.97]

Разделение суммы всех элементов периодической системы ионообменным методом в одном цикле невозможно, поэтому необходимо предварительное разделение элементов на группы. Такое разделение может быть выполнено общепринятыми аналитическими методами. В ряде случаев можно пользоваться специальными методами для отделения некоторых групп элементов. Например, удобно отделяются редкоземельные элементы, образующие нерастворимые фториды, оксалаты и гидроокиси цирконий и гафний можно отделить в виде BaZr(Hf)F6 после осаждения фторидов редкоземельных элементов. Некоторые группы элементов можно выделить экстракционными или ионообменными методами и т. д. [c.400]

Однако выделить следы циклония из смеси редкоземельных элементов, учитывая очень малые периоды полураспада его изотопов, или отделить его хотя бы от неодима — задача исключительно сложная. Ни один из использовавшихся методов разделения лантаноидов не способствовал ее решению. Здесь-то и начинается очередной химический этап в биографии элемента № 61. Физика вынуждена передать, эстафетную палочку химии, и только химии с помощью ионообменной хроматографии суждено довести дело до конца. [c.170]

Метод меченых атомов позволил разрешить ряд теоретических вопросов аналитической химии, как то состояние вещества в растворах, определение констант нестойкости комплексных соединений, изучение процессов соосаждепия, старение и растворимость аналитических осадков и др. Радиоактивные изотопы дали возможность разработать новые более эффективные методы разделения элементов, особенно с близкими химическими свойствами, как например, редкоземельные элементы, ниобий, тантал, титан, цирконий, гафний, рубидий, цезий и др. Особенно много работ выполнено по разделению элементов методами соосаждения, экстрагирования органическими растворителями, ионообменной хроматографии, электрофореза. [c.3]

Обычно валентность всех этих элементов в растворе равна трем (церий может быть также четырехвалентмым, самарий и европий — двухвалентными). Их тенденция к гидролизу не велика, хлориды и нитраты трехвалентных лантаноидов и иттрия растворимы, сульфаты плохо растворимы и имеют отрицательный те.мпературный коэффициент растворимости (см. раздел 11.4). При добавлении в раствор фторидов или растворимых оснований осаждаются нерастворимые трифториды или гидроокиси. Сульфиды в растворе не образуются. При дробном осаждении гидроокисей этих элементов происходит их частичное разделение, так как основные свойства элементов уменьшаются с увеличением атомного веса (иттрий является исключением). Редкоземельные элементы образуют в растворе большое число комплексных ионов и соединений, из них особенно прочны комплексы с клешневидными агентами. Это свойство позволило разработать эффективный метод разделения с помощью ионообменных смол, который в значительной степени вытеснил старые методы, основанные на дробном осаждении или дробной кристаллизации двойных солей. Ионы редкоземельных элементов сорбируются катионообменной смолой и элюируются раствора- [c.94]

При отделении [87, 88] миллиграммовых количеств от большого количества примесей, в том числе и редкоземельных элементов (РЗЭ), был использован ионообменный метод, основанный на поглощении хлоридных комплексов Се (IV), Np (IV), Рп (IV), ТЬ (IV), Ъх (IV) и Ре (III) в колонке с анионитом дауэкс-А-1. Редкоземельные и транснлутониевые элементы в этих условиях не образуют устойчивых хлоридных комплексов и поэтому в колонке не задерживаются. Дальнейшее разделение Аш и РЗЭ проводится с учетом соотношения количеств лантана и америция в смеси. При небольшом содержании Аш и значительно большем количестве Ьа может быть использован метод экстракции америция в виде внутриком-плексного соединения пз водного раствора с pH 3,7 бензольным раствором теноплтрифторацетона. Прп наличии больших количеств америция наиболее пригоден для разделения метод фильтрации через колонку с катионитом с последующим элюированием водно-сппртовым раствором НС1. [c.209]

Комплексообразование наиболее сильно выражено в случае анионных лигандов, содержащих кислород, таких, как цитрат-, тартрат- и теноилтрифторацетонат-ионы, EDTA и NTA. Размер гидратированных ионов возрастает от La + к Lu + (ср. s+—Li+), поэтому связывание ионообменными смолами ослабевает в том же порядке. Последнее свойство используют в методах разделения редкоземельных элементов, основанных на адсорбции их катионообменной колонкой с последующим тщательным элюированием подходящими комплексообразующими веществами, например буферным цитратным раствором. Иногда для этой цели используют и различия в экстракционной способности комплексов. [c.329]

Поскольку обычное состояние окисления америция в водном растворе 3 +, химические свойства америция, кюрия и транскюриевых элементов очень похожи на химические свойства других трехвалентных катионов, например ионов редких земель. Так как америций, кюрий, транскюриевые и редкоземельные элементы присутствуют в облученном материале совместно,. необходимо, чтобы методы разделения их друг от друга были быстры и эффективны. Такие разделения было очень трудно проводить до введения в практику методов ионного обмена. Катионообменное разделение редкоземельных элементов открыло новую главу в истории этих элементов [10], а разработка таких методов дала ключ к проблеме разделения трансплутониевых элементов. Каннингем и Томпкинс первыми применили метод катионного обмена (смолу дауэкс-50 и цитратный элюент) для разделения актинидных элементов (америция и кюрия), как это было описано Томпсоном, Морганом, Джеймсом и Перлманом [8]. Элементы, которые надо было разделить, адсорбировали из 0,1 N раствора соляной кислоты на смоле дауэкс-50 (сульфированный полистирол) в водородной форме, помещенной в стеклянную колонку. Разделение проводили, вымывая адсорбированные элементы раствором цитрата аммония с pH около 3,5. Цитрат пшроко применялся Спеддингом с сотрудниками [11] при ионообменном фракционном [c.376]

Разделение смесей редкоземельных элементов методом ионообменной хроматографии основано на некоторых различиях в стойкости их комплексных соединений с органическими комплексообразователями ([39], стр. 91 [43], стр. 148—249). Для целей анализа применялись эти-лендиаминтетрауксусная и молочная кислоты. [c.138]

Число работ но разделению смесей редкоземельных элементов методом ионообменной хроматографии почти также велико, как и аналогичных работ по разделению всех других смесей комнонентов с близкими свойствами. Кроме того, подавляющая часть этих работ содержит материал по эмпирическому подбору оптимальных условий опыта для разделения тех или иных сочетаний (нередко — искусственных) редкоземельных элементов. Вследствие обеих эт11Х причин малоцелесообразно, как это делалось в других разделах данной статьи, давать обзор всех работ в этой области в исторической последовательности. Представляется более правильным осветить в целом наиболее существенные и общие моменты хроматографического разделения смесей редкоземельных элементов, в отдельных случаях более подробно останавливаясь на значительных и важных деталях того или иного исследования. [c.166]

Ионообменные методы [166—171, 268, 269] благодаря их избирательности и широкой сфере применения часто используют при определении следов элементов. Их успешно применяют при разделении редкоземельных элементов, разделении радиоизотопов без носителей и во многих других сложных случаях. Эти методы основаны на распределении элемента между раствором и твердым иопообменником. [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология