Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8263:2009 về Thủy tinh - Phương pháp xác định hàm lượng mangan oxit

• Số hiệu: TCVN8263:2009
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2009

CMnO (mg/ml)	1	2	5	7	10	12	15	20	25	30
D	0,036	0,066	0,16	0,231	0,337	0,407	0,498	0,692	0,823	0,949

Hình 1 - Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang (D) vào nồng độ (C) của MnO₄^-

5. Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm và:

5.1. Cân phân tích, có độ chính xác đến 0,0001 g.

5.2. Tủ sấy, đạt nhiệt độ 300 °C ± 5 °C có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ.

5.3. Lò nung, đạt nhiệt độ 800 °C ± 50 °C có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ.

5.4. Máy đo màu quang điện hoặc quang phổ kế UV-VIS, có khả năng đo độ hấp thụ quang ở bước sóng từ 380 nm đến 850 nm. Sử dụng cuvét thủy tinh có chiều dày 10 mm.

5.5. Máy cất nước

...

...

...

5.7. Chén bạch kim, chén niken, dung tích 30 ml hoặc 50 ml.

5.8. Bếp điện, bếp cách cát, kiểm soát được ở 400 °C.

5.9. Bình định mức, dung tích 100 ml; 250 ml; 500 ml; 1 000 ml.

5.10. Pipet dung tích 1 ml, 2 ml; 5 ml; 10 ml; 25 ml; 50 ml.

5.11. Buret 25 ml, chính xác đến 0,05 ml.

5.12. Giấy lọc, chảy trung bình (đường kính lỗ trung bình khoảng 7 mm).

5.13. Chày, cối nghiền mẫu bằng đồng hoặc bằng thép.

5.14. Chày, cối nghiền mẫu bằng mã não.

5.15. Sàng, có kích thước lỗ : 0,063 mm; 0,10 mm; 0,20 mm.

...

...

...

Mẫu đưa tới phòng thí nghiệm được gia công sơ bộ tới kích thước hạt không lớn hơn 4 mm. Dùng phương pháp chia tư rút gọn mẫu còn khoảng 500 g, ghi nhãn đầy đủ.

Trộn đều mẫu thử, dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 100 g, nghiền nhỏ đến lọt hết qua sàng 0,20 mm. Dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 50 g, tiếp tục nghiền nhỏ đến lọt hết qua sàng 0,10 mm (khi gia công mẫu thử, nếu sử dụng dụng cụ bằng thép, phải dùng nam châm để loại sắt lẫn vào mẫu). Dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 15 g đến 20 g nghiền mịn trên cối mã não đến lọt hết qua sàng 0,063 mm làm mẫu phân tích hóa học, phần còn lại bảo quản làm mẫu lưu.

Mẫu để phân tích hóa học được sấy ở nhiệt độ 105 °C ± 5 °C, đến khối lượng không đổi.

7. Phân giải mẫu thử

Tùy thuộc vào loại thủy tinh có chứa chì (Pb) hay không chứa chì, mẫu thử được phân giải tạo thành dung dịch để phân tích xác định hàm lượng mangan oxit (MnO) có trong mẫu theo một trong các cách dưới đây:

7.1. Phân giải mẫu thử bằng kali pyrosunfat (K₂S₂O₇) khan sau khi tách loại silic trực tiếp

Phương pháp này sử dụng để phân giải những mẫu thủy tinh đã xác định là không chứa chì.

Cân khoảng 0,25 g mẫu trên cân phân tích chính xác đến 0,0001 g, đã được chuẩn bị theo Điều 6 cho vào chén bạch kim, tẩm ướt mẫu bằng vài giọt nước, thêm tiếp vào chén 0,5 ml axit sunfuric (1 + 1) (4.8) và 15 ml axit flohydric đậm đặc (4.6). Làm bay hơi từ từ trên bếp điện đến khô, thêm tiếp vào chén từ 8 ml đến 10 ml axit flohydric đậm đặc và làm bay hơi đến khi chén ngừng bốc khói trắng.

Nung cặn còn lại trong chén bạch kim với khoảng 2 g đến 3 g kali pyrosunfat (4.1) ở nhiệt độ 750 °C ± 50 °C khoảng 10 min đến tan trong. Lấy chén ra để nguội, hòa tan khối nung chảy vào cốc thủy tinh dung tích 250 ml đã có sẵn 80 ml nước và 10 ml axit sunfuric (1 + 5) (4.9). Đun nhẹ dung dịch trong cốc tới tan trong, để nguội dung dịch, chuyển vào bình định mức dung tích 250 ml, cho nước đến vạch mức, lắc đều. Dung dịch này (dung dịch A) dùng để xác định hàm lượng mangan oxit có trong mẫu thử.

...

...

...

Phương pháp này sử dụng để phân giải những mẫu thủy tinh có chứa chì hoặc chưa xác định là có chì hay không.

Cân khoảng 0,5 g mẫu trên cân phân tích chính xác đến 0,0001 g, đã được chuẩn bị theo Điều 6 cho vào chén niken đã có sẵn từ 4 g đến 5 g natri hydroxit khan (4.4), phủ lên trên mẫu một lớp natri hydroxit khan dày từ 1 cm đến 2 cm.

Cho chén niken có mẫu vào lò nung ở nhiệt độ 400 °C, tăng nhiệt độ lò nung đến khi đạt nhiệt độ 600 °C đến 650 °C. Lưu mẫu ở nhiệt độ này trong khoảng 30 min. Lấy chén ra để nguội, hòa tan khối nung chảy vào bát sứ và rửa sạch chén niken bằng nước đun sôi. Đậy bát sứ bằng mặt kính đồng hồ, thêm từ từ 30 ml axit clohydric đậm đặc (d = 1,19) (4.5). Dùng nước đun sôi tia rửa thành bát sứ và mặt kính đồng hồ, dùng đũa thủy tinh khuấy đều dung dịch.

Cô cạn dung dịch trên bếp cách cát (ở nhiệt độ từ 100 °C đến 110 °C) đến không còn giọt nước trên mặt kính đồng hồ, dùng đũa thủy tinh dầm nhỏ các cục muối tạo thành đến cỡ hạt không lớn hơn 2 mm, tiếp tục cô mẫu ở nhiệt độ trên trong thời gian từ 1 h đến 1 h 30 min để loại bỏ hoàn toàn ion clo. Để nguội mẫu thử, thêm vào bát sứ 15 ml axit sunfuric (1 + 5) (4.9), để yên 10 min, thêm tiếp từ 90 ml đến 100 ml nước đun sôi, khuấy đều cho tan hết muối.

Lọc dung dịch còn nóng qua giấy lọc chảy trung bình. Rửa sạch bát sứ và phễu bằng nước đun sôi đến hết môi trường axit (thử bằng giấy pH). Thu nước lọc và nước rửa vào bình định mức dung tích 500 ml, để nguội, cho nước đến vạch mức, lắc đều. Dung dịch này (dung dịch A) dùng để xác định hàm lượng mangan oxit có trong mẫu thử.

8. Phương pháp thử

8.1. Xác định hàm lượng mangan oxit bằng phương pháp đo màu

Phương pháp này áp dụng đối với những mẫu có hàm lượng mangan oxit (quy đổi theo MnO) £ 3%.

8.1.1. Nguyên tắc

...

...

...

8.1.2. Cách tiến hành

Hút 50 ml dung dịch A (7.1 hoặc 7.2) cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt dung tích 100 ml, thêm 10 ml axit photphoric (1 + 1) (4.11) và 1,5 g kali peiodat hoặc axit peiodic (4.2). Đun sôi trên bếp cách thủy đến khi màu tím xuất hiện (nếu màu tím không xuất hiện, giảm nồng độ axit bằng cách thêm từ từ từng giọt amoni hydroxit 25 % (4.13)). Tiếp tục đun sôi khoảng 30 min, để nguội đến nhiệt độ phòng, chuyển dung dịch trong cốc vào bình định mức dung tích 100 ml, thêm nước đến vạch mức, lắc đều. Đo độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng 525 nm. Từ giá trị độ hấp thụ quang thu được, dựa vào đường chuẩn (4.18) xác định được hàm lượng MnO.

Làm song song một thí nghiệm trắng để hiệu chỉnh kết quả.

8.1.3. Tính kết quả

Hàm lượng mangan oxit (quy đổi theo MnO) được tính bằng phần trăm, theo công thức:

% MnO =  x 100

trong đó:

m₁ là lượng mangan oxit tìm được trên đường chuẩn, tính bằng gam;

m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để xác định mangan oxit, tính bằng gam. Chênh lệch cho phép giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,04 %.

...

...

...

Phương pháp này áp dụng đối với những mẫu có hàm lượng mangan oxit (quy đổi theo MnO)> 3%.

8.2.1. Nguyên tắc

Oxy hóa Mn^2+ thành MnO₄^- màu tím hồng bằng amoni pesunfat có xúc tác là Ag^+. Đun nóng dung dịch để quá trình oxi hóa xảy ra hoàn toàn và phân hủy hết amoni pesunfat dư, chuẩn độ MnO₄^- bằng dung dịch tiêu chuẩn Fe^2+. Kết thúc chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu tím hồng sang không màu.

8.2.2. Cách tiến hành

Hút 50 ml dung dịch A (7.1 hoặc 7.2) cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt dung tích 250 ml. Thêm vào cốc 1 ml axit sunfuric đặc (4.7), 10 ml axit photphoric đặc (4.10), khuấy đều. Thêm tiếp vào cốc khoảng 1 g amoni pesunfat tinh thể (4.3) và 1 ml bạc nitrat 10 % (4.12), khuấy đều. Đun sôi nhẹ dung dịch trong khoảng 10 min cho đến khi không còn xuất hiện bọt khí nổi lên, để nguội dung dịch. Chuẩn độ dung dịch trong cốc bằng dung dịch tiêu chuẩn Fe^2+ 0,05 N (4.17) đến khi dung dịch trong cốc chuyển từ màu tím hồng sang không màu.

8.2.3. Tính kết quả

Hàm lượng mangan oxit (quy đổi theo MnO) được tính bằng phần trăm, theo công thức:

trong đó:

...

...

...

K là hệ số nồng độ giữa dung dịch Fe^2+ 0,05 N và dung dịch tiêu chuẩn K₂Cr₂O₇ 0,05 N;

V là thể tích dung dịch Fe^2+ 0,05 N tiêu thụ khi chuẩn độ, tính bằng mililit;

m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để xác định mangan oxit, tính bằng gam.

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,25 %.

9. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm bao gồm ít nhất các thông tin sau:

- các thông tin cần thiết để nhận biết mẫu thử một cách đầy đủ;

- viện dẫn tiêu chuẩn này;

- các bước tiến hành thử khác với quy định của tiêu chuẩn này (ghi rõ tài liệu viện dẫn);

...

...

...

- các tình huống có ảnh hưởng đến kết quả thử;

- ngày, tháng, năm tiến hành thử nghiệm.