Разделение лантаноидов методом экстракционной хроматографии

Из-за близости химических свойств лантаноидов их разделение является сложной аналитической и технологической задачей. Возможность ее решения может служить критерием эффективности любого метода разделения элементов.

Лантаноиды можно экстрагировать по одному из трех основных механизмов:

1. В виде хелатов с кислотными экстрагентами. Классический пример экстракции по этому механизму — экстракция ди (2-этил-гексил) фосфорной кислоты (Д2ЭГФК). Экстракция иона лантаноида (Ln³⁺) толуольным раствором Д2ЭГФК (обозначим ее НА) происходит в соответствии с уравнением.

Весь процесс экстракции удобно разбить на две стадии — образование экстрагируемого соединения в водной фазе (11) и его распределение между фазами (12):

Константы устойчивости комплексов Ln (HA,)₃ велики и существенно возрастают с ростом порядкового номера. Это позволяет эффективно производить экстракционно-хроматографическое разделение лантаноидов и использовать в качестве подвижной фазы растворы обычных неорганических кислот (НС1, HNO, и т. п.), не применяя комплексующих элюентов.

2. Экстракция лантаноидов в виде сольватированных солей. В этом случае механизм экстракции может быть описан следующим образом:

где X^- — неорганический анион (N0₃, СГ, SCN", СЮ₄~), В — молекула нейтрального (фосфорорганического) экстрагента (например, ТБФ — трибутилфосфат).

3. Экстракция лантаноидов в виде ионных пар. Наиболее важные стадии процесса экстракции лантаноидов в виде ионных пар можно описать при помощи следующих уравнений:

где Х" — неорганический анион, R⁺ — большой органический катион (чаще всего катион аммония, распределяющийся между двумя фазами в виде соли (RX).

Все примеры разделения радионуклидов, приведенные в табл. 1 и 2, могут выполняться в данной лабораторной работе в качестве вариантов.

Таблица /.

Примеры разделения радионуклидов лантаноидов методом экстракционной хроматографии.

Таблица 2

Примеры разделения других групп радионуклидов.