Zirconium in modern analytical chemistry

Detailed monographs on the analytical chemistry of zirconium, which is widely used in all fields of modern science and technology, were published in the 1960s-1970s of the last century. This review summarizes information on the modern methods for determination of zirconium in a great variety of natural, technical, and biological objects. Focus is made on the works published in scientific periodicals after 2005. Spectroscopic techniques of zirconium determination including molecular and atomic spectrometry, X-ray fluorescence analysis, and electrochemical and activation methods are described. The paper also describes the applications of zirconium compounds, in particular, in analytical chemistry. © 2018 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston

РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЕРРЕНАТОВ МЕТАЛЛОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПОДГОТОВКИ ПРОБ К ХИМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ

Thermodynamic properties, namely standard molar enthalpy of formation (ΔHf°298), standard molar entropy (S°298), and temperature dependence of heat capacity (Ср(Т)) of crystalline metal perrhenates, were assessed by the semi-empirical methods. In this work, ΔHf°298, S°298 and coefficients a, b and c for Cp = а + 0.001×b×T + 105×c×T –2equation were calculated using several methods and averaged. These thermodynamic properties were calculated for the following perrhenates metals: Li, N, K, Rb, Cs, Cu, Ba, Fe, Ca, Cd, Co, Mg, Mn, Pb, Sr, Zn, Al, Crи Fe. The calculated values of the thermodynamic properties were in good accordance with the known literature data. New data were applied to the thermodynamic simulation of rhenium-containing sample pretreatment processes for the chemical analysis. The thermodynamic simulation of the sintering sample with the magnesium oxide with/without oxidizing agents was carried out using HSC 6.1 software with new data about the perrhenates. According to the calculated results, the addition of the oxidizing agent (NaNO3 or K2S2O7) to the magnesium oxide was needed and its presence ensured the rhenium transition into the solution without losses. In this case, rhenium was present at the temperature of the sintering predominantly as NaReO4c or KReO4c. Calculation results and estimation of perrhenates thermodynamic properties could be used for the thermodynamic simulation of different processes as well as in analytical chemistry and in metallurgy.Keywords: perrhenates, thermodynamic properties, thermodynamic simulation, sintering, oxidizing agent, rhenium(Russian) DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.4.015 O.V. Melchakova1, P.V. Zaitceva1, A.V. Maiorova1,2, T.V. Kulikova1,2, N.V. Pechishcheva1, K.Yu. Shunyaev1,21Institute of Metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of Sciences, 101, Amundsen street, Ekaterinburg, 620016, Russian Federation, 2Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin,19, Mira street, Ekaterinburg, 620002, Russian FederationС помощью полуэмпирических методов оценены термодинамические свойства перренатов металлов (Li, Na, K, Rb, Cs, Cu, Ba, Fe, Ca, Cd, Co, Mg, Mn, Pb, Sr, Zn, Al, Crи Fe) в кристаллическом состоянии: стандартная энтальпия образования (ΔH°298), стандартная энтропия (S°298)и температурная зависимость теплоемкости (Ср(Т)) в диапазоне температур 298.15 – 1200 K. Методы, основанные на методе групповых составляющих, были использованы для оценки ΔH°298 (эмпирический метод Ле Вана, инкрементный метод и метод Мостафа)и S°298 (инкрементный метод Кумока и правило Неймана – Коппа). Для расчета коэффициентов a, b, c в уравнении Cp = а + 0.001×b×T + 105×c×T –2 были использованы аддитивный метод, эмпирические формулы Абашидзе и Цагарейшвили и метод Мостафа. Значения величин, полученные различными методами, были усреднены и использованы в термодинамическом моделировании. С использованием программного комплекса HSC 6.1, дополненного рассчитанными и усредненными термодинамическими свойствами перренатов металлов, выполнено термодинамическое моделирование процесса спекания ренийсодержащих материалов. Рассмотрено спекание проб, содержащих рений, с оксидом магния в отсутствии и присутствии окислительной добавки (NaNO3 или K2S2O7). Показано, что добавление окислительной добавки приводит к минимизации газообразных потерь рения в процессе спекания. Полученные теоретические результаты согласуются с экспериментальными, что говорит о применимости рассчитанных нами термодинамических свойств перренатов металлов. Рассчитанные термодинамические свойства перренатов металлов могут быть использованы для различных термодинамических расчетов как в аналитической химии, так и в металлургии.Ключевые слова: перренаты, термодинамические свойства, термодинамическое моделирование, спекание, окислительная добавка, ренийDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.4.01

MAGNETIC PARAMETERS FOR DETERMINING THE DEPTH OF HARDENING IN THE EXTENDED RANGE OF ITS VARIATION

The possibility of measuring the depth of surface hardening by the value of the magnetic field measured on the surface of the object in the interpolar space of a U-shaped electromagnet is theoretically and experimentally shown.Работа выполнена по программе фундаментальных исследований УрО РАН 2015-2017 гг. проект 15-17-2-5

Thermodynamic properties calculation of perrhenates and their application in the simulation of sample pretreatment for the chemical analysis

Submitted 09 September 2019, received in revised form 03 December 2019Поступила в редакцию 8 сентября 2019 г., после исправлений 3 декабря 2019 г.Thermodynamic properties, namely standard molar enthalpy of formation (.Hf ), standard molar ° 298entropy (S° 298), and temperature dependence of heat capacity (Ср(Т )) of crystalline metal perrhenates, were assessed by the semi-empirical methods. In this work, .Hf and coefficients a, b and c for ° 298, S° 298 C p = а + 0.001·b·T + 105·c·T –2 equation were calculated using several methods and averaged. These thermodynamic properties were calculated for the following perrhenates metals: Li, N, K, Rb, Cs, Cu, Ba, Fe, Ca, Cd, Co, Mg, Mn, Pb, Sr, Zn, Al, Cr и Fe. The calculated values of the thermodynamic properties were in good accordance with the known literature data. New data were applied to the thermodynamic simulation of rhenium-containing sample pretreatment processes for the chemical analysis. The thermodynamic simulation of the sintering sample with the magnesium oxide with/without oxidizing agents was carried out using HSC 6.1 software with new data about the perrhenates. According to the calculated results, the addition of the oxidizing agent (NaNO3 or K2S2O7) to the magnesium oxide was needed and its presence ensured the rhenium transition into the solution without losses. In this case, rhenium was present at the temperature of the sintering predominantly as NaReO4 c or KReO4 c. Calculation results and estimation of perrhenates thermodynamic properties could be used for the thermodynamic simulation of different processes as well as in analytical chemistry and in metallurgy.С помощью полуэмпирических методов оценены термодинамические свойства перренатов металлов (Li, Na, K, Rb, Cs, Cu, Ba, Fe, Ca, Cd, Co, Mg, Mn, Pb, Sr, Zn, Al, Cr и Fe) в кристаллическом состоянии: стандартная энтальпия образования (.H° 298), стандартная энтропия (S° 298)и температурная зависимость теплоемкости (Ср(Т)) в диапазоне температур 298.15 – 1200 K. Методы, основанные на методе групповых составляющих, были использованы для оценки .H° 298 (эмпирический метод Ле Вана, инкрементный метод и метод Мостафа) и S° 298 (инкрементный метод Кумока и правило Неймана – Коппа). Для расчета коэффициентов a, b, c в уравнении C p = а + 0.001·b·T + 105·c·T –2 были использованы аддитивный метод, эмпирические формулы Абашидзе и Цагарейшвили и метод Мостафа. Значения величин, полученные различными методами, были усреднены и использованы в термодинамическом моделировании. С использованием программного комплекса HSC 6.1, допол­ненного рассчитанными и усредненными термодинамическими свойствами перренатов металлов, выполнено термодинамическое моделирование процесса спекания ренийсодержащих материалов. Рассмотрено спекание проб, содержащих рений, с оксидом магния в отсутствии и присутствии окислительной добавки (NaNO3 или K2S2O7). Показано, что добавление окислительной добавки приводит к минимизации газообразных потерь рения в процессе спекания. Полученные теоретические результаты согласуются с экспериментальными, что говорит о применимости рассчитанных нами термодинамических свойств перренатов металлов. Рассчитанные термодинамические свойства перренатов металлов могут быть использованы для различных термодинамических расчетов как в аналитической химии, так и в металлургии.The work was performed within the framework of the state task of the Institute of Metallurgy of UB RAS and was financially supported by Act 211 of Russian Federation Government (contract No. 02.A03.21.006).Работа выполнена по Государственному заданию ИМЕТ УрО РАН в рамках Программы фундаментальных исследований государственных академий, при финансовой поддержке постановления №211 Правительства РФ, контракт № 02.А03.21.0006