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401 Trennung yon Calcium und Strontium durch S~ulenchromatographie KARL HEINRICtI LI]~SE~ und HoI~ST BERNltAI~I)* Eingegangen am 22. Januar 1966 Summary. For the separation of calcium and strontium di(2-ethylhexyl)-phosphoric acid (D2EHPA) on Kel-F-powder is used. The rate of exchange, the capacity and the partition coefficients for calcium and strontium are measured. From the column used strontium is eluted by 0.03 M acid, calcium by 1 M acid. When calcium and strontium are applied in the mole ratio 1 : 1 no Ca is found in the Sr fraction (and vice versa); in case of the mole ratio 1000:1,11o or some 0.1~ of the Ca are found in the Sr fraction (and vice versa). 1. Einleitung P~A~I) u. Mitarb. [5--9] untersuchten eine groge Zahl von Phosphor- s/iurederivaten auf ihre Extraktionseigenschaften. Von diesen Verbin- dnngen erlangte die Di-(2-/~thylhexyl)-phosphors/~ure (D2EHPA) die gr6gte Bedeutung. So konnte HEALS: [2] eine Gruppentrennung ffir Spaltprodukte dutch Extraktion mit D2EtIPA ausarbeiten. Wie vor- ausgehende Untersuchungen zeigten, liegen die Trennfaktoren ffir die Trennung yon Calcium und Strontium durch Extraktion mit D2EHPA oder anderen Phosphors/iureestern in der GrSgenordnung yon 10 [3,4]; eine vollst/indige Trennung dieser Elemente durch einmalige Extraktion ist deshalb nicht mSg]ich. Die Aufgabe der vorliegenden Arbeit bestand darin, ein experimentell leieht ausffihrbares Mehrstufenverfahren ffir die Trennung yon Calcium und Strontium auf der Basis der Verteilungsgleichgewichte mit Phos- phors/~ureestern auszuarbeiten. Als Mehrstufenverfahren wurde die S/~ulenchromatographie ausgewihlt, als Phosphors/~ureester die leieht zug/~ngliehe Di-(2-i~thylhexyl)-phosphorsi~ure (D2EHPA). Als Gertist- substanz ffir die Aufbringung des Phosphors/~ureesters kamen vor allen Dingen Kieselgur und organisehe Polymere in Frage. PI~C~ u. Mit- arb. [10--15] verwendeten D2EHPA auf ,,Corvic" (Copolymerisat aus Vinylehlorid und Vinylaeetat) fiir die s~ulenchromatographisehe Tren- nungder Seltenen Erden. WI~C~sTE~ [19] und SIEKI~SKI [16--18] schlugen als Gerfistsubstanz Kieselgur vor, das sieh als besonders aktiv erwies. CER~AI u. Tv.sTi [1] stellten fest, dag Kel-F-Pulver (Polytrifluoro- chlor&thylen) als Ger/istsubstanz zum Fixieren verschiedener organi- seher Substanzen Vorteile besitzt. Wegen seiner hohen ehemisehen Be- st/tndigkeit wurde Kel-F-Pulver f/ir die vorliegenden Untersuchungen als Tr/iger ausgew~hlt. Die Experimente wurden -con Frl. G. SCmU~DT-SoDrs~N ausgefiihrt. Z. analyt. Chem,, Bd. 219 27

Trennung von Calcium und Strontium durch Säulenchromatographie

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401

Trennung yon Calcium und Strontium durch S~ulenchromatographie KARL HEINRICtI LI]~SE~ und HoI~ST BERNltAI~I) *

Eingegangen am 22. Januar 1966

Summary. For the separation of calcium and strontium di(2-ethylhexyl)-phosphoric acid (D2EHPA) on Kel-F-powder is used. The rate of exchange, the capacity and the partition coefficients for calcium and strontium are measured. From the column used strontium is eluted by 0.03 M acid, calcium by 1 M acid. When calcium and strontium are applied in the mole ratio 1 : 1 no Ca is found in the Sr fraction (and vice versa); in case of the mole ratio 1000:1,11o or some 0.1~ of the Ca are found in the Sr fraction (and vice versa).

1. Einleitung

P ~ A ~ I ) u. Mitarb. [5--9] untersuchten eine groge Zahl von Phosphor- s/iurederivaten auf ihre Extraktionseigenschaften. Von diesen Verbin- dnngen erlangte die Di-(2-/~thylhexyl)-phosphors/~ure (D2EHPA) die gr6gte Bedeutung. So konnte HEALS: [2] eine Gruppentrennung ffir Spaltprodukte dutch Extrakt ion mit D2Et IPA ausarbeiten. Wie vor- ausgehende Untersuchungen zeigten, liegen die Trennfaktoren ffir die Trennung yon Calcium und Strontium durch Extrakt ion mit D2EHPA oder anderen Phosphors/iureestern in der GrSgenordnung yon 10 [3,4]; eine vollst/indige Trennung dieser Elemente durch einmalige Extrakt ion ist deshalb nicht mSg]ich. Die Aufgabe der vorliegenden Arbeit bestand darin, ein experimentell leieht ausffihrbares Mehrstufenverfahren ffir die Trennung yon Calcium und Strontium auf der Basis der Verteilungsgleichgewichte mit Phos- phors/~ureestern auszuarbeiten. Als Mehrstufenverfahren wurde die S/~ulenchromatographie ausgewihlt, als Phosphors/~ureester die leieht zug/~ngliehe Di-(2-i~thylhexyl)-phosphorsi~ure (D2EHPA). Als Gertist- substanz ffir die Aufbringung des Phosphors/~ureesters kamen vor allen Dingen Kieselgur und organisehe Polymere in Frage. P I ~ C ~ u. Mit- arb. [10--15] verwendeten D2EHPA auf ,,Corvic" (Copolymerisat aus Vinylehlorid und Vinylaeetat) fiir die s~ulenchromatographisehe Tren- n u n g d e r Seltenen Erden. WI~C~sTE~ [19] und SIEKI~SKI [16--18] schlugen als Gerfistsubstanz Kieselgur vor, das sieh als besonders akt iv erwies. CER~AI u. Tv.sTi [1] stellten fest, dag Kel-F-Pulver (Polytrifluoro- chlor&thylen) als Ger/istsubstanz zum Fixieren verschiedener organi- seher Substanzen Vorteile besitzt. Wegen seiner hohen ehemisehen Be- st/tndigkeit wurde Kel-F-Pulver f/ir die vorliegenden Untersuchungen als Tr/iger ausgew~hlt.

�9 Die Experimente wurden -con Frl. G. SCmU~DT-SoDrs~N ausgefiihrt. Z. analyt . Chem,, Bd. 219 2 7

402 KARL HEINRICH LIESER n. :HoRsT ~BER~XrHARD �9

2. Herstellung der Pr~iparate Kel-F-Pulver wurdevon der Fa. Serva, I-Ieidelberg, bezogen. DurchAuss iebenwurden zwei Frak t ionen mi t einer KorngrS~e yon 0,3--0,8 mm bzw. 0--0,2 mm gewonnen. Von der Frak t ion mi t der KorngrSl~e 0,3--0,8 m m wurden 145 g mit einer LSsung yon 5,8 g D 2 E H P A in 40 ml Benzol verriihrt . Dann wurde die I~auptmenge an Benzol un te r hgufigem Umri ihren auf dem Wasserbad verdampf t ; der l~est des Benzols wurde in einem Exsiccator un te r Wassers t rahlvakuum entfernt. Das auf diese Weise gewonnene Produk t war nu t leich~ klebrig; es lieB sich in Wasser gut aufschlgmmen ohne zusammenzubacken. Von der Frak t ion mi t der Korngr51~e 0--0,2 mm wurden 6 g rait einer LSsung yon 0,6 g D 2 E H P A in 1,5 ml Benzol verrfihr~ und in der gleichen Weise weiterbehandel t wie die Frak t ion mi t der KorngrSl3e 0,3--0,8 ram. Die KSrner dieses feintei]igen Prgparates verklebten verh~ltnismgl3ig s tark mite inander und lieBen sich nicht gu t in Wasser aufschl~mmen. 1)as feinteilige Prgpar~t eignete sich deshalb nu t schlecht zur Fiil inng yon Trennsgulen. Fiir die weiteren Versuche wurde im allgemeinen das grobteilige Prgpara t (Korn- grS~e 0,3--0,8 ram) verwendet.

3. Austauscheigenschaften 3.1. Geschwindigkeit der Gleichgewichtseinstellung

Die Gleichgewichtseinstellung zwischen einer wgl~rigen LSsung und dem mit D2EHPA beladenen Kel-F-Pulver (KorngrS~e 0,3--0,8 ram) wurde fiir Strontiumionen durch )/[essung der Konzentrationsabnahme als ~unktion der Zeit verfolgt. Zu diesem Zweck wurde dus S~rontium mit ssSr markiert. 2 g des Prgparates wurden mit einem Gemisch yon 50 ml PufferlSsung (0,1 m Acetatpuffer, pH 5,0) und 1 ml einer 0,005 m Stron- tiumnitratlSsung (markier~ mit 0,2 ~Ci ssSr je ml) geschfittelt. In vorher

festgdegten Zeitabstgnden wur- den 0,2 ml-Proben der LSsung ent- nommen und in einem Bohrloch- Scintfllationszghler gemessen. Die Versuchsergebnisse sind in Abb. 1

~ Z O ~

{ ae

7, gg 0,6

. k

o, ee gag

e, o4 'X

a"oca a -

o,2

aag ~ a, ac

lg 15- rain ~# a do •o ~0 rain IBO Zeif Z8i2

Abb. 1 Abb. 2 Abb.1. Bestimmung der Geschwindigkei~ der Gleichgewichtseinstellung fiir das mit D2EHPA be- ladene Kel-1~-Pulver (KorngrSl~e 0,3--0,8 ram) Abb.2. Bestirmnung der Geschwindigkeit der Gleichgewichtseinstellung fiir das Praparat mit der Korng~OGe 0--0,2 mm

S~ulenchromatographische Trennung yon Ca und Sr 403

aufget ragen. Aus dieser Abb i ldung e n t n i m m t man , da~ sich das Gleich- gewicht m i t e iner Ha lbwer t sze i t yon 0,8 rain einstcl l t . Die rasche Gleich- gewichtse ins te l lung i s t fi ir die p rak t i s che Durch f f i h rung der T rennung sehr vor te i lha f t , well m a n u n t e r diesen U m s t ~ n d e n in einer Trenns~ulc m i t vcrh~l tnism~Big hoher Durchf luBgeschwindigkei t a rbe i t en kann . Bci d e m s t a rk ve rk l eb t en feintei l igen Pri~parat (Korngr613e 0 - - 0 , 2 ram) wurdc eine sehr viel l angsamere Gleichgewichtseins te l lung be oba c h t e t (Abb.2) . Diese effolgte in zwei Tef lschr i t ten m i t Ha lbwer t s ze i t cn yon e twa 3 und 400 min. Dcr Vorgang m i t der Ha lbwer t sze i t yon e twa 3 rain b c r u h t a u f der Gleichgewichtseins te l lung mi t dem vorwiegcnd zwischen den ve rk leb ten K6rne rn bef indl ichcn Phosphors~urccs te r ; dc r l angsame Vorgang k o m m t durch die Umsch ich tung der K 6 r n c r innerha lb de r ve rk l eb ten Aggrega te w~hrend des Schi i t te lns zus tande , wodurch wei- t e re r Phosphorsi~ureester fi ir den Aus tausch zug~nglich wird. Die Nach- tefle dieses fe intei l igen P r~pa ra t s s ind durch Vergleich dcr Abb. 1 und 2 deut l ich e rkennbar .

3.2. KapazitSt

Ffir die Bestimmtmg der Kapazitat wurde das mit D2EHPA beladene Kel-F-Pulver (Korngr6Be 0,3--0,8 ram) mit steigenden Mengen an Calcium u~d Strontium ins Gleichgewicht gesetzt. Es warden 10-1--10-~m Calciumnitrat- bzw. Strontium- nitratlSsungen verwendet, die mit 0,1 m AcetatlSsungen auf pH 4,1 gepuffert waren. I g der Substanz wurde mit 10 ml LSsung 2 Std geschiittelt. A~schliel3end wurden die Konzentrationen an Calcium bzw. Strontium flammenphotometrisch bestimmt; auBerdem wurde der pH-Wert gemessen.

Die Ergebnisse s ind in Tab. 1 zusammenges te l l t . I n Abb . 3 s ind die Kon- zen t r a t ionen an Calcium und S t r o n t i u m in dem m i t D 2 E t t P A be ladenen K e l - F - P u l v e r als F u n k t i o n der Gle ichgcwichtskonzent ra t ion in de r L6- sung aufget ragen. Die K u r v e ffir Calcium s te ig t stefler an als die K u r v e ffir S t ron t ium. Die Tangen ten an diese K u r v e n im K o o r d i n a t e n u r s p r u n g s ind ein Mal3 ffir die Vertef lungskoeff iz ienten; das Verhs der be iden

Tabel]e 1. Konzentrationsabhgngigkeit des Austausches and Bestimmung der Kapazit~it (D2EHPA au] Kel-F-Pulver, KorngrSfle 0,3--0,8 mm

Endkonzentration (Mol]l)

Sr

*mfangs- ~onzentration ~n Ca bzw. Sr :l~ol/1)

1 �9 10 -a 5" 10 -~ 1 �9 10 -a

2,5" 10 -3 5 �9 10 -3 1 �9 10 -3

2,5- 10 -3 1 �9 10 -1

Ca

1

2 7,5 7,4 3 7,9 2,3 �9 10 -3 9,75 �9 10 -2

10-6 10-5 10-5 10-~ 10-a 10-3

6,7 �9 10 -6 1,1 �9 1 0 - 5

1 , 1 8 " 10 -3 3,04 �9 10 -3 7,94" 10 -a 2,42 �9 10 -3 9,8 �9 10 -3

Aufgenommene ~enge (mN[ol/g D2E]~PA)

Ca Sr

0,0257 0,0242 0,125 0,127 0,241 0,457 0,371 0,519 0,512 0,533 0,535 0,540 0,221 0,597 0,520

27*

pH

4,1 4,1 4,1 4,1 4,0 4,05 4,0 3,9

404 KARL HEINRIOH ~IESER U. I-IORST BERNHARD :

Verteilungskoeffizienten ist der Trennfaktor. Aus Abb. 3 erhi~lt man als Ni~herungswert fiir den Trennfaktor Teals r ~ 20 • 10. Infolge der experimentellen Fehler ist dieser ni~herungsweise best immte Trennfaktor verhgltnism~l~ig ungenau. Deshalb wurden die Verteilungskoeffizienten

~Mol/g .~ 0.00~

,~ 0,0U/

I I I I o,,oo/ :,,004 0,00: 0,008 ~oz3 MoW

/r i>7 geT' LD~U/TJ Abb. 3. Bestimmung der Kapazitgt (Pr~tparat mi~ der Korngr6~e 0,3--0,8 ram)

nnd der Trennfaktor in einer weiteren Versuchsreihe gcsondcrt bcs t immt (Abschnitt 3.3.). Die Kapazit i i t fiir Calcium bzw. ffir Strontium ergibt sich aus Abb.3 zu 0,021 mMol Ca bzw. Sr je Gramm Substanz oder 0,54 mMol Ca bzw. Sr je Gramm D2EHPA oder 0,17 Mol Ca bzw. Sr je Mol Ester, da das Prgpara t 3,85 Gew.-~ D2EHPA enthiilt. Da sich das Gleichgewicht verhaltnismgfiig rasch cinstellt (Halbwertszeit 0,8 rain, Abb.2), liegt der Schlu6 nahe, dal~ nur ein Tefl des Esters mit der L6- sung direkt in Berfihrung steht.

3.3. Vertei lungs/coe// iz ienten und Trenn/a/ctor

Zur Bestimmung der Verteilungskoeffizieaten nnd des Trennfaktors wurde das mi$ D2EttPA beladene Kel=F-Pulver bei verschiedenen pH-Werten mit 0,6 �9 10-am LSsungen yon Calciuranitrat bzw. S~ron~iumnitrat geschfit~e]t. Diese LSsungen waren mit tsCa bzw. ssSr markier~ (0,2 ~Ci ~sCa/ml bzw. 0,02 ~zCi ssSr/ml). Fiir diese Versuche wurden jeweils 10 ml L0sung und 0,2 g des mit D 2 E H P A beladenen Kel-F-Pulvers verwende~. Der pl t -Wer~ der LSsungen wnrde mit re td . Salpeters~ure eingestellt. Es wurde jeweils 2 S td geschiittelt. Zur Best i ramung des Calciums wurden 0, i ml-Proben der LSsungen auf Aluminium- sch~lchen eingedampft. Anschlie~end wurde rai~ 0,1 ml 0,05 m Oxals~urelSsung versetz t und nochraa]s eingedampft. Dann wurde das Oxala~ bei 400~ in das Carbona~ iiberffihrt, urn die Gefahr der Wasseraufnahme und die dadurch bedingte Auderung der Selbstabsorpt ion der Pri~parate zu vermeiden. Die Proben wnrden in einem MethandurchfluBzahler gemessen. Zur Bes~immnng des ssSr warden 2 ml- Probea der LSsungen entnomraen und in einem Bohrloch-Scintil]a~ionsz~hler gemessen.

Die Verteilungskoeffizienten/c sind in Abb. 4 als Funktion des ira Gleich- gewicht gemessenen pI t -Wertes aufgetragen. Sie sind angegeben in der Dimension mMol Ca bzw. Sr je Gramm D2EHPA dividiert durch mMol

S/~ulenchromatographische Trennung yon Ca und Sr 405

Ca bzw. Sr pro mI L6sung-----ml :LS~tmg/g Ester. I n d e m untersuehten pI t -Bereich 0 - - 4 steigen die Logar i thmen der Verteilungskoeffizienten linear mit dem p H - W e r t an. Die Steigung betrs 1 4 - 0 , 1 ; d .h . der Austauseh zwischen dem Phosphorsaureester (abgekfirztes Symbol HR) und den Erdalkal i ionen Ca ~+ bzw. Sr 2+ lggt sich durch folgende ~ / g

/0 ~- Gleichung beschreiben :

H R (st) + Ca ~+ (L) ~- CaR + (st) 1o~ -~ H + (L). (1)

Der Index st s teht ffir die station/ire los Phase, der Index L ftir die L6sung. Aus G1. (1) folgt ffir den Verteilungs- / J koeffizienten ]c

log/c = eonst -~ p H . (2) 70

Das Arbei ten oberhalb p H 4 stSgt z dcshalb au f Schwierigkeiten, well der Phosphors/~ureester dann mi~ Hydroxy l ionen reagiert und in LSsung geht :

/

/

/

s

0 f Z 8 ~ 5- P~

Abb. 4. Die u f t ir Calcium und St ront ium in Abh~ngigkei t vom pt t-Wer~ in der L6sung

ItI:r (st) -r O H - (L) @ 1~- (L) ~- H~O (L). (3)

Aus diesem Grunde konnten oberhalb p i t 4 auch keine Verteilungs- koeffizienten bestimm~ werden. Der Trennfaktor ffir Calcium und St ront ium ergibt sich aus dem Ver- h/iltnis der Verteilungskoeffizienten :

T calsr ~ kca/ ksr . (4)

Aus Abb. 4 en tn immt man ffir den Trennfaktor Tca/s r die in Tab. 2 ver- zeichneten Werte. Der Trennfaktor ist bei h6heren pH-Wer ten etwas grSger. Bei h6heren pH-Wer ten sind jedoch die Verteilungskoeffizienten so groB, dab die Elut ion der Erdalkali ionen Ca 2+

Tabelle 2. Trenn/alctoren und Sr 2+ sehr erschwert wird. Wenn man Calcium Toa/s~ /iir verschiedene und St ront ium in einer Trenns/~ule t rennen will, pII-Werte mug ma n deshalb einen KompromiB sehlieBen pit 1 2 3 4 und im pH-Bereich yon etwa 1- -2 arbeiten. Tca/sr 13 20 27 38

4. S~iulenversuche

4.1, Trenns~iule 100 g des mit D2EIIPA beladenen Kel-F-Pulvers (Komgr6Be 0,3--0,8 mm) wurden in Wasser aufgeschlEmmb ur~d in eine S~ule yon 2,1 cm Innendurchmesser ein- gefiillt. Die HShe der SEulenfiillung betrug 24 cm, das freie SEule~volumen 30 ml. In Vorversuchen wurde festgestellt, dab sich ftir die Elution des Strontiums eine 0,03 m SEure (ItNOa oder ttC1) eignete (pH 1,5), wobei das Calcium fest auf der SEule haftete. Das Calcium konnte anschlieBend gut mit l m S~ure eluiert werden.

406 K~L HEINRIOH LIESER u. I~ORST ]~ERNHARD :

4.2. Trennung yon Calcium und Stront ium im Molverhi~Itnis 1:1

Die Trenns~ule wurde mit je 1 ml einer 0,05 m Calciumnitr~tl5sung und einer 0,05 m Strontiunmitratl5sur~g beladen. Dann wttrde mit einigen Milliliter Wasser nachgewaschen und etwa 1 Std gewartet, um die Einstellung des Verteilungsgleich- gewichts zu erreichen~ Bei einer Durchflul3geschwindigkeit yon 10 ml/Std wurde mit 0,03 m Salpeters~ure das Strontium eluiert. Mit einem Fraktionssammler wurden jeweils 5 m] des E]uats ~ufgefangen und anschliel3end flammenphotometrisch ~na- lysiert. Das Strontium erschien quantitativ (100~ in den Fraktionen Nr. 5--19. Calcium konnte im Eluat nicht nachgewiesen werden. Dann wurde das Calcium mit 100 ml 1 m Salpeters~ure eluiert. Es trat in den Fraktionen Nr. 2-- 18 auf und wurde in diesen Fr~ktionen ebenfalls quantitativ (100~ wiedergefunden.

4.3. Trennung yon Calcium und Stront ium im Molverhgltnis 1000:1

I m t t inb l i ck auf die Isol ierung des 9~ aus Calcium-hal t igen Verbindun-

gen ist die Ab t r ennung des S t ron t iums yon e inem grol3en Uberschul3 an

Calcium yon besonderem Interesse. Diese Ab t r ennung ist deshalb er-

forderlich, weft das 9~ und das Toch te rnuk l id 9oy nur f i -Strahlung aus-

Tabelle 3. Trennung von Calcium und Strontium im Molverhiiltnis 1000:1 (radiochemische Be~immung von Ca uncl Sr im Elua~)

Elution mit 0,03 m HN03 Elution mit 1 m It5T03

Fraktion Ca Sr Fraktion Ca Sr Nr. (Olo) (Olo) ~ r . (~ (~

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,01 0 0 0 6,67 0 50,12

1 0 2 0 3 12,61 4 36,11 5 19,53 6 10,00 7 7,12 8 4,59 9 3,62

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

29,53 10 6,76 11 2,29 12 1,05 13 0,55 14 0,45 15 0,88 16 0,29 17 0,16 18 0,08 19 0,03 20 0,02 21 0,30 22 0,01 23 0,01 24 0,03

0,82 0,59 0,78 1,02 1,28 1,16 0,55 0,17 0,03 0,02 0 0 0 0 0

99,24 100,00

0 0 0 0,30 0 0 0 0 0 0 0,01 0,02 0 0,01 0,41 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,75

S~ulenchromatographische Trennung yon Ca und Sr 407

senden, die in Gegenwar t gr6Berer Mengen eines Tr/~gers wegen der hohen Se lbs t abso rp t ion m i t sehr ger inger Z/ ih lausbeute gemessen wird.

Die Trenns~ule wurde mit 2 ml einer 0,05 m CalciumnitratlSsung (4 mg Ca) und mit 1 ml einer 10 - a m Strontiumnitrat]Ssung (0,009 mg Sr) beladen. Dann wurde mit einigen Milliliter Wasser nachgewaschen und etwa 1 Std gewartet, um die Gleich- gewichtseinstelhmg zu erreichen. :Bei einer Durchflul3geschwindigkeit yon 10 ml/Std wurde zungohst das Stron- tium mit 100--125 ml einer 0,03 m Salpeter- bzw. Salzs~ure eluicrt, dann das Calcium mit 100--125 ml einer 1 m Salpeter- bzw. Salzs~ure. Mit einem Fraktionssammler wurden Fraktionen yon 5 ml aufgefangen. ])as Strontium war mit S5Sr markiert und wurde durch Aktivitiitsmessung bestimmt (vgL Abschn. 3.3.); das Calcium wurdc dutch Titration mit 10-am A])TA-L6suug bestimmG in einem Falle auch radio- chemisch hack Markierung mit ~Ca, um einen Vergleich der Analysen- methoden zu ermSglichen.

I n Tab. 3 s ind die Ergebnisse einer T rennung yon Ca und Sr im Mol- verhi i l tn is 1000 : 1 zusammenge-

40

"~ 20

0 40 8# 720 780 2,00 IT~

Abb. 5. Trennung yon Calcium und Strontium im :Holverh~iltnis 1000~1 in einer mit D2EHPA be- ladenen S~ule (Werte fiir Calcium ira ]YlaBstab 1:1000 verMeiner~)

sbellt. Abb . 5 l~l~t die Konzen t ra t ionsverh~ l tn i s se ira E l u a t erkennen. Die Ergebnisse einer Versuchsreihe shad in Tab. 4 en tha l ten . I n dicscr Tabel le is t auch ein Versuch bei dem Molverh~l tnis Ca : Sr = 1 : 1 aufgenommen.

Tabelle 4. ~bersicht iiber die Ergebnisse einer Versuchsreihe (D2EHPA au] KeI-F- Pulver, Korngr6[3e 0,3--0,8ram; Bestimmungsmethoden : flamm. = [lammenphoto- metrisch, rad. = radiochemisch, titr. = Titratio'~ mit 0,001 m ~DTA-L6sung)

Elution

~olver- Elutions- Bes~immungsmethode 0,03 n 1,0 n ~r. h/~Rnis mittel S~ure S~iure

Ca:Sr Ca Sr % Sr ~ Ca ~ Sr o]o Ca

1 2 3 4 5 6

1:1 1000:1 1000:1 1000:1 i000:I 1000:1

tIN03 B-N03 KN03 HNO~ HN03 HC1

f l a m m , f l a m m . titr. rad. titr. rad. tiff. tad. rad. rad. titr. rad.

100 0 99,21 0,38 99,51 0 99,75 0,16 99,24 0 99,90 0,82

0 100 0,79 99,62 0,49 10O 0,25 99,84 0,76 100 0,10 99,18

5. Diskussion / ) as besehr iebene Verfahren e r l aub t die q u a n t i t a t i v e Trennung yon S t r o n t i u m u n d Calcium, auch dann, wenn Calcium in groBem Uber schug zugegen is$. Bei e inem Molverh~l tn is Ca: Sr = 1 : 1 werden in den be iden

408 LIESE~ u. BERNHARD : S~iulenchromatographische Trennung yon Ca und Sr

F r a k t i o n e n 100~ des Calciums bzw. S t ron t iums wiedergefunden. Bei einem Molverhal tnis Ca :Sr ~ 1000:1 werden keine bzw. sehr kleine Mengen des Calciums (cinige zehntel Prozent) in der S t ron t iumfrak t ion gefuuden u n d sehr kleine Mengen des S t ron t iums (cinige zehntel Prozent) in der Calc iumfrakt ion (vgh Tab. 4). Wil l m a n das S t ron t ium mi t Sicher- heir vSllig yore Calcium befreien, so empfiehlt sich gegebencnfalls eine Wiederholung der Trennung .

Das Vcrfahren eignet sich zur A b t r e n n u n g yon "~ aus Calcium-hal t igen LSsungen.

Zusammenfassung Zur T r e n n u n g yon Calcium u n d S t ro n t i um wird die Di-(2-~thylhexyl)- phosphors~ure (D2EHPA) auf Ke l -F -Pu lve r verwendet . Die Geschwin- digkeit der Gleichgewichtseinstellung, die Kapaz i t~ t des Pr~parates u n d die Verteflungskocffizientcn ffir Calcium u n d S t ron t ium werden ge- messen. I n einer Trenns~u]e wird das S t ron t ium mi t 0,03 m S~ure, d a n n das Calcium mi t 1 m S~ure eluiert. Bei dem Molverhi~ltnis Ca : Sr ~-- 1 : 1 wird kein Ca in der S r -Frak t ion gefunden (und umgekehrt) , bci dem Molverh~ltnis Ca :Sr ~ 1000:1 Nul l bis zu einigen zehntel Prozeut (und umgekehr t ) .

Li teratur

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Prof. Dr. K. H. LIESE~, I)r. It. BE~A:al ) Lehrstuhl fiir Kernchemie Technische Hochsehule Darmstadt 61 Darmstadt