Цериевая земля
Cтраница 3
Осаждение рзэ купфероном из чистых растворов иногда предпочитают оксалатному осаждению, например, при очень малых количествах вещества. При этом образуются крупные, но хорошо промывающиеся частицы осадка. К сожалению, высушивать без разложения удается только соединения цериевых земель ( до Sm включительно и Y), остальные начинают разрушаться в интервале температур 45 - 85 С. [31]
Клапротом и назван им оксидом титана; в 1825 г. Сефстрем и Берцелиус выделили из него металл. Берцелиус и Хизингер, а также независимо от них Клапрот открыли цериевую землю. [32]
Десятикратный избыток элементов иттриевой подгруппы, а также Та, Fe3, Zr, Nb, U, Th, Sc и Са не мешают обнаружению. Иттриевая подгруппа может быть обнаружена при добавлении раствора молочной кислоты к сухому остатку от выпаривания солей рзэ. Такую же реакцию дает Sc. Цериевые земли, Nb, Та, Fe, U, Zr, Th и Са мешают определению в 100-кратном избытке. [33]
Каплю раствора соли иттрия выпаривают досуха, остаток смачивают водой и прибавляют каплю молочной кислоты. Образуется лактат иттрия, Y ( C3H5O3) 3 в виде бесцветных игл. Цериевые земли не дают этой реакции. [34]
В природе элементы подгруппы скандия находятся в соединениях. Минералы, богатые каким-либо из рассматриваемых элементов, встречаются редко. Обычно элементы подгруппы скандия можно найти в иттриевых и цериевых землях, в состав которых входят многие элементы побочной подгруппы третьей группы. Названия иттриевые и цериевые земли указывают, что в первых преобладающим элементом является иттрий, а во вторых - церий. Основной минерал в цериевых землях - это монацит, представляющий собой безводный фосфат элементов третьей группы, главным образом церия и лантана ( Се, La) PO4 Монацит и есть важнейшее сырье для получения лантана и его аналогов, а также тория. [35]
Полуторные карбиды получены для всех рзэ, но их структуры исследованы еще не полностью. Во всяком случае, известно, что тип решетки изменяется при переходе от диспрозия к эрбию. Часть рзэ образует соединения с ОЦК-решеткой ( см. приложение 17), а остальные изоморфны карбиду иттрия, причем карбид гольмия, по-видимому, может одновременно образовать обе фазы. Полуторные карбиды цериевых земель показывают наличие значительной области твердых растворов в сторону избытка металла ( для La, например, до LaCi. Единственным исключением с этой точки зрения является церий. [36]
Обратная картина наблюдается при экстракции иттрия, имеющего высокие коэффициенты распределения. Все это распространяется на остальные редкоземельные элементы. В тех случаях, когда в системе в подавляющем количестве присутствуют цериевые земли, их коэффициенты распределения мало зависят от концентрации этих земель. Это дает возможность довольно точно рассчитывать процесс разделения. [37]
Содержание скандия и редкоземельных элементов в земной коре не так уж мало: для скандия оно примерно такое же, как для мышьяка, и в 2 раза больше, чем бора. Это деление основано на том, что в одних природных минералах встречаются преимущественно цериевые земли, а в других - иттрий вместе с остальными элементами. Скандий образует собственные минералы ScPO4 - 2H2O ( стерет-тит), Sc2Si2O7 ( тортвейтит), встречающиеся крайне редко. Кроме того, скандий содержится в касситеритах ( SnO2), вольфрамитах ( Mn, Fe) WOi, урановых рудах и др. Существует более 170 минералов, в которых в тех или иных пропорциях содержатся РЗЭ. Относительное содержание каждого из них также неодинаково. Меньше других содержится РЗЭ с большей атомной массой и нечетным порядковым номером. Он образует россыпи монацитового песка, куда кроме него входят кварц, рутил, диоксид тория. В монацито-вом песке содержатся все РЗЭ цериевой группы. [38]
При добавлении частями NH3 в присутствии NH4N03 и Cd ( NO3) 2 [453] сначала осаждаются элементы иттриевой подгруппы, обладающие менее сильными основными свойствами, в то время как в конечной фракции концентрируются элементы цериевой подгруппы. Фракционированное осаждение проводят до тех пор, пока фильтрат не станет совершенно, свободным от Nd и Рг ( ручной спектроскоп); наиболее основной лантан остается при этом в растворе. Если осаждение вести NH4HCO3 в токе СО2, то, наоборот, сначала выпадают карбонаты цериевых земель. [39]
Затем она почти полностью была вытеснена более эффективными элюантами: этилендиамин-тетрауксусной и нитрилотриуксусной кислотами. Работа с ЭДТА, благодаря увеличению концентрации рзэ в элюате позволяет заменить выпаривание элюата непосредственным осаждением ионов рзэ из раствора, что значительно упрощает обработку технологических растворов. Однако использование ЭДТА имеет свои особенности. Разделение цериевых земель хорошо проходит и с NHt Н - формой ионообменника, но разделение иттриевых земель требует более низкого рН раствора, при котором ЭДТА уже выпадает в осадок. Чтобы сохранить высокое значение рН промывающего раствора, для разделения иттриевых земель приходится изменять механизм процесса. Для этого ионообменник насыщают каким-либо катионом, образующим с ЭДТА несколько более прочный комплекс, чем элементы иттриевых земель. В ходе промывания такой колонки, содержащей в верхнем слое порцию смолы с адсорбированными ионами рзэ, концентрация последних в водной фазе будет автоматически снижаться из-за связывания анионов реагента ионами постороннего металла в устойчивый комплекс. Это обеспечивает необходимое удерживание ионов рзэ смолой и, следовательно, нормальную динамику обмена ионов. [40]
В природе элементы подгруппы скандия находятся в соединениях. Минералы, богатые каким-либо из рассматриваемых элементов, встречаются редко. Обычно элементы подгруппы скандия можно найти в иттриевых и цериевых землях, в состав которых входят многие элементы побочной подгруппы третьей группы. Названия иттриевые и цериевые земли указывают, что в первых преобладающим элементом является иттрий, а во вторых - церий. Основной минерал в цериевых землях - это монацит, представляющий собой безводный фосфат элементов третьей группы, главным образом церия и лантана ( Се, La) PO4 Монацит и есть важнейшее сырье для получения лантана и его аналогов, а также тория. [41]
Если хотят произвести еще приблизительное отделение церитовых земель от тер-биевых и иттриевых земель, то раствор, лишенный главной массы церия, сильно разбавляют и при 60 прибавляют к нему малыми порциями порошкообразного, кристаллического сернокислого натрия. При этом выпадают кристаллические двойные сульфаты натрия и цериевых земель, труднорастворимые. От времени до времени отфильтровывают небольшое количество и посредством карманного спектроскопа наблюдают, не произошло ли исчез ювение спектра поглощения дидима. Следует особенно обращать внимание на полосы Nd в желтой части спектра. В случае положительного результата заключают об отделении цериевых земель. Теперь фильтрат от двойных сульфатов содержит тербиевые и иттриевые земли. Однако небольшая часть тербиевых земель выпадает с цериевыми землями. Дальнейшее отделение друг от друга земель не может быть достигнуто простыми средствами, а может быть скорее осуществлено, путем длительных методов дробной кристаллизации. [42]
Приблизительное разделение на две группы может, однако, быть достигнуто насыщением раствора сульфатом натрия или калия; при этом получают кристаллический осадок двойных сульфатов щелочного металла и элементов цериевой группы - церия, лантана, празеодима, неодима и самария; в растворе остаются сульфаты иттриевых земель. Следы неодима и самария не осаждаются, тогда как следы некоторых членов иттриевой группы попадают в осадок. Элементы тербиевой группы распределяются между осадком и фильтратом, но во всех минералах промышленного значения количество этих элементов очень невелико. Приближенное отделение лантана от остальных членов цериевой группы может быть сделано после предварительного отделения церия. Приближенное отделение празеодима от неодима описано Беком [1], а метод отделения от цериевых земель относительно чистого самария - А. [43]
Этот путь и носит название собственно активационного анализа. Так можно анализировать любые элементы, обладающие способностью сильно поглощать нейтроны. Очевидно, что этот так называемый абсорбционный анализ, совершенно не обладает селективностью и при количественном определении предполагает присутствие в пробе только какого-либо одного поглощающего элемента. Очевидно также, что чувствительность определения при этом совершенно не будет зависеть от мощности источника нейтронов, поскольку она определяется минимальной разностью в величине потоков до и после образца. Уже с небольшими радий-бериллиевыми лабораторными источниками нейтронов было показано [ 168J, что самарий в цериевых землях без примеси европия и гадолиний в иттриевых землях, бедных европием, можно определять с чувствительностью - 0.1 о. [44]
 |
Порядковый номер, атомный вес и природные изотопы лантанидов. [45] |
Страницы: 1 2 3 4