Preconcentration of the Gd(III) on transcarpathian clinoptilolite

Abstract

Вивчено сорбційні властивості закарпатського клиноптилоліту стосовно слідових кількостей Gd(III) у динамічних умовах. Показано, що цей лантаноїд найефективніше сорбується зі слабколужних розчинів (рН 9,5). З метою забезпечення сталості рН та іонної сили розчинів запропоновано використання боратного буферного розчину з рН 9,5, хоча в його середовищі значення максимальної буферної ємності клиноптилоліту стосовно Gd(III) становить 65 % від сорбційної ємності, яку досягають з розчину Gd(III) з рН 9,5, створеного за допомогою NaOH. Проведений розрахунок розподілу різних форм Gd(III) у водних розчинах за різної загальної концентрації лантаноїду в діапазоні рН від 5 до 10. Визначено, що сорбція Gd(III) на клиноптилоліті відбувається переважно шляхом адсорбції розчинного нейтрального гідроксиду Gd на поверхні алюмосилікату. За оптимальних умов (діаметр зерен сорбенту -0,200-0,315 мм; рН 9,5; температура попереднього прожарювання клиноптилоліту -250 °С; швидкість пропускання розчину солі Gd(III) з концентрацією 0,5 мкг/мл через сорбент -5 мл/хв) ємність клиноптилоліту становить 6,5 мг/г. Відмінності в механізмі й оптимальних умовах сорбції Gd(III) та Nd(III), Tb(III), Eu(III) дають можливість розділяти Gd(III) від цих РЗЕ. Досліджено вплив поширених у воді іонів на концентрування Gd(III) клиноптилолітом. Показано, що сорбція слідових кількостей Gd(III) відбувається на тлі поширених компонентів вод. Найліпшим десорбентом Gd(III) є 1 М розчин KCl, підкислений до рН 2,6, який забезпечує повне вилучення Gd(III). Запропоновано метод концентрування слідових кількостей Гадолінію з водних розчинів у режимі твердофазової екстракції з подальшим визначенням цього лантаноїду спектрофотометричним методом з використанням арсеназо ІІІ.Ключові слова: сорбція, концентрування, Гадоліній, твердофазова екстракція, клиноптилоліт.

Sorption of Yb(III) from aqueous solution on Na-clinoptilolite

“…Закарпатський клиноптилоліт є найпоширенішим із всіх природних цеолітів. Його часто використовують як сорбент у методі твердофазової екстракції [17][18][19][20][21][22][23], а також у сорбційно-люмінесцентному методі визначення мікрокількостей речовин [24][25][26]. Для покращення фізикохімічних та аналітичних властивостей клиноптилоліту часто проводять його хімічне модифікування [27][28][29][30].…”

“…Характер процесу сорбції іонів ітербію на Na-клиноптилоліті зумовлений як формами знаходження Yb(III) у водних розчинах за різних рН, так і хімічними особливостями поверхні цеоліту. Відомо [17][18][19][20][21][22][23], що поверхневі ОН-групи клиноптилоліту є сорбційно-активними центрами іонів важких металів. Зазвичай, іони металів більш ефективно сорбуються зі слабколужних розчинів, коли відбувається дисоціація гідроксильних груп на поверхні мінералу.…”

Preconcentration and determination of the Yb(III) using transcarpathian clinoptilolite

“…1). Аналогічну залежність виявлено для іонів Eu(III), Gd(III), Ce(III) [17][18][19]. Можливо, різна сорбційна здатність клиноптилоліту стосовно низьких і високих концентрацій іонів Ln(III) пов'язана з різною можливістю утворювати аквагідроксокомплекси за низьких і високих концентрацій.…”

“…Залежність сорбційної ємності клиноптилоліту від концентрації розчину Yb(III) з рН 10,0 (2,1•10 -4 М боратний буферний розчин) Відомо [17][18][19]29], що інші лантаноїди -Eu(III), Gd(III), Ce(III) та Nd(III)практично не сорбуються на закарпатському клиноптилоліті при рН 11,0. Це дає принципову можливість кількісно відділити Yb(III) від цих РЗЕ.…”

“…Сорбційні властивості закарпатського клиноптилоліту стосовно важких металів сильно залежать від його попередньої термічної обробки [13,15,[17][18][19][20][21][22]29]. Промиті дистильованою водою зразки природного клиноптилоліту нагрівали за різних температур упродовж 2,5 год і після охолодження в ексикаторі визначали їх сорбційну ємність стосовно іонів Yb(ІІІ).…”