Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10550:2014 Quặng mangan - Xác định hàm lượng lưu huỳnh - Phương pháp khối lượng

• Số hiệu: TCVN10550:2014
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2014

Hàm lượng lưu huỳnh, % (khối lượng)		Sai số cho phép, % (khối lượng)
Từ	Đến
0,010	0,030	0,001
0,030	0,050	0,002
0,050	0,100	0,003
0,100	0,200	0,006

4. Phương pháp II: Phương pháp khối lượng (Cách thứ hai)

4.1. Nguyên tắc

Hòa tan phần mẫu thử bằng acid chlohydric với sự có mặt của kali chloride. Kết tủa ion sulfat ở dạng bari sulfat.

4.2. Hóa chất, thuốc thử

4.2.1. Kali clhoride.

4.2.2. Natri carbonat, khan.

4.2.3. Acid chlohydric, r 1,19 g/ml.

4.2.4. Acid chlohydric, pha loãng 1 + 1.

4.2.5. Acid fluohydric, dung dịch 40 % (khối lượng).

...

...

...

4.2.7. Bari chloride, dung dịch 100 g/L.

4.2.8. Bari nitrat, dung dịch 10 g/L.

4.2.9. Natri carbonat, dung dịch 10 g/L.

4.2.10. Dung dịch rửa

Thêm 10 ml acid chlohydric (4.2.3) vào 10 ml dung dịch bari chloride (4.2.7) và pha loãng bằng nước đến 1 L.

4.2.11. Bạc nitrat, dung dịch 1 g/L.

4.2.12. Chỉ thị metyl đỏ, dung dịch trong alcohol 1 g/L.

4.3. Thiết bị, dụng cụ

Các thiết bị dụng cụ phòng thí nghiệm thông thường và

...

...

...

4.3.2. Chén platin.

4.4. Mẫu

Lấy mẫu quặng mangan, xem TCVN 10548-1 (ISO 4296-1). Chuẩn bị mẫu, xem TCVN 10548-2 (ISO 4296-2)

Sử dụng mẫu thử đã được nghiền đến một kích cỡ không lớn hơn 100 µm (kiểm tra bằng sàng có cỡ lỗ thích hợp) và làm khô trong không khí ở điều kiện phòng thí nghiệm.

4.5. Cách tiến hành

4.5.1. Phần mẫu thử

Cân khoảng từ 2 g đến 5 g mẫu thử cho vào cốc dung tích 300 ml.

4.5.2. Phép xác định

4.5.2.1. Thêm vào trong cốc có chứa các phần mẫu thử (4.5.1) từ 1 g đến 2 g kali chloride (4.2.1) và hòa tan hỗn hợp trong 20 ml đến 30 ml acid chlohydric (4.2.3), gia nhiệt vừa phải.

...

...

...

4.5.2.3. Làm ẩm cặn khô bằng 4 ml đến 5 ml dung dịch acid chlohydric (4.2.4), gia nhiệt vừa phải trên bếp điện (hoặc bếp cách thủy) trong 5 min đến 10 min và thêm 150 ml đến 200 ml nước nóng (60^oC đến 70^oC). Khi muối được hòa tan, lọc cặn trên giấy lọc mịn.

Rửa cặn bằng dung dịch rửa (4.2.10). Đặt giấy lọc với cặn vào chén platin, làm ẩm bằng 5 giọt đến 10 giọt dung dịch bari nitrat (4.2.8) và cẩn thận nung ở 500^oC đến 600^oC. Làm ẩm phần cặn đã nung và nguội bằng 10 giọt đến 12 giọt acid nitric (4.2.6), thêm 10 ml đến 15 ml dung dịch acid fluohydric (4.2.5), làm bay hơi cho đến khi khô và gia nhiệt tại 500^oC đến 600^oC.

4.5.2.4. Nung cặn trong chén nung với 3 g đến 4 g natri carbonat (4.2.2) tại 950^oC đến 1000^oC. Đặt chén nung có khối chảy trong một cốc dung tích 150 ml, và hòa tách bằng 50 ml nước nóng (60^oC đến 70^oC), trong khi đang gia nhiệt. Lọc dung dịch qua giấy lọc trung bình vào cốc dung tích 300 ml đến 400 ml, sau đó cẩn thận rửa cốc và giấy lọc từ tám đến mười lần bằng dung dịch natri carbonat (4.2.9) nóng (60^oC đến 70^oC).

4.5.2.5. Loại bỏ giấy lọc có cặn, và cẩn thận trung hòa dung dịch (thể tích dung dịch đạt khoảng 300 ml) bằng acid chlohydric (4.2.3) với chỉ thị methyl đỏ (4.2.12), thêm hơn 1 ml acid chlohydric, sau đó gia nhiệt dung dịch đến sôi.

Thêm, từng giọt, từ 10 đến 15 ml dung dịch bari chloride (4.2.7) nóng (60^oC đến 70^oC), vào dung dịch đang sôi, trong khi khuấy liên tục.

Đậy cốc bằng nắp kính đồng hồ và giữ cho dung dịch gần sôi trong 10 min. Lấy cốc ra khỏi bếp điện và để yên trong 12 h.

Lọc và gom kết tủa trên giấy lọc mịn, rửa năm hoặc sáu lần bằng dung dịch rửa (4.2.10) và sau đó bằng nước ấm (từ 40^oC đến 50^oC) cho đến khi loại bỏ hoàn toàn ion chloride [phản ứng thử với dung dịch bạc nitrat (4.2. 11)].

4.5.2.6. Đặt giấy lọc chứa kết tủa bari sulfat trong chén platin hoặc sứ đã được sấy khô và cân. Cẩn thận nung và gia nhiệt tại 600^oC đến 700^oC. Làm nguội chén có chứa cặn trong bình hút ẩm và sau đó cân lại.

4.6. Biểu thị kết quả

...

...

...

Hàm lượng lưu huỳnh (S) biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính theo công thức

Trong đó

m₀ là khối lượng của phần mẫu thử, tính bằng gam;

m₁ là khối lượng của phần bari sulfat, tính bằng gam;

K là hệ số chuyển đổi hàm lượng lưu huỳnh trên mẫu khô;

0,137 4 là hệ số chuyển đổi bari sulfat sang lưu huỳnh.

4.6.2. Sai số cho phép của kết quả các lần xác định song song

Hàm lượng lưu huỳnh, % (khối lượng)

...

...

...

Từ

Đến

0,010

0,030

0,001

0,030

0,050

0,002

0,050

...

...

...

0,003

0,100

0,200

0,006

5. Phương pháp III: Phương pháp chuẩn độ lưu huỳnh dioxide sau khi đốt

5.1. Nguyên tắc

Đốt phần mẫu thử trong dòng oxy tại nhiệt độ 1 350^oC đến 1 400^oC, hoặc trong dòng carbon dioxide tại nhiệt độ 1 200^oC đến 1 250^oC, lưu huỳnh được chuyển thành lưu huỳnh dioxide (SO₂) được mang bằng dòng oxy hoặc carbon dioxide vào bình hấp thụ có chứa nước. Chuẩn độ acid sulfurơ được tạo thành trong phản ứng với dung dịch chuẩn độ tiêu chuẩn iod và chỉ thị hồ tinh bột.

5.2. Hóa chất, thuốc thử

5.2.1. Canxi chloride, khan ở dạng hạt.

...

...

...

5.2.3. Kali hydroxide, dung dịch 300 g/L

5.2.4. Acid sulfuric, r 1,84 g/ml.

5.2.5. Iod, dung dịch chuẩn độ tiêu chuẩn, c(1/2 I₂)= 0,005 mol/L

5.2.5.1. Chuẩn bị dung dịch

Cho 0,635 g iod tinh thể và 1,3 g kali iod vào cốc dung tích 100 ml và hòa tan trong 50 ml nước. Pha loãng dung dịch bằng nước đến 1 000 ml.

5.2.5.2. Chuẩn hóa dung dịch

Lấy ba phần mẫu thử từ một mẫu chuẩn quặng mangan có hàm lượng lưu huỳnh đã biết xấp xỉ tương tự như của mẫu thực hiện các bước phân tích theo 5.5.2.

Độ chuẩn của dung dịch iod tính theo công thức

...

...

...

T là độ chuẩn của dung dịch iod, tính theo gam của lưu huỳnh tương ứng với 1 ml dung dịch;

B là hàm lượng lưu huỳnh của mẫu chuẩn quặng mangan, tính bằng phần trăm khối lượng;

m là khối lượng phần mẫu thử lấy từ mẫu chuẩn, tính bằng gam;

V là thể tích của dung dịch iod đã sử dụng, tính bằng mililit.

Độ chuẩn là giá trị trung bình của ba kết quả.

5.2.6. Hồ tinh bột, dung dịch chỉ thị 5 g/L

Nghiền 0,5 g tinh bột hòa tan được trong cối, trộn với 20 ml nước và đổ thành dòng nhỏ vào bình chứa 80 ml nước sôi.

5.3. Thiết bị, dụng cụ

Các thiết bị, dụng cụ phải phù hợp như trên hình vẽ

...

...

...

Nếu phần mẫu thử được đốt trong dòng khí carbon dioxide, không cần chai rửa (C) và (D) và tháp làm khô (E) được làm đầy bằng magie pechloride khan hoặc bằng canxi chloride (5.2.1)

Oxy sạch và khô được dẫn qua ống cao su vào ống đốt bằng sứ (F), có đường kính từ 19 mm đến 20 mm, trong lò điện (G).

Những sản phẩm khí của quá trình đốt cùng với oxy dư thừa hoặc carbon dioxide được dẫn từ các ống đốt (F) qua ống ra (H) đến bình hấp thụ (I), cao 250 mm và đường kính 30 mm, làm đầy một nửa bằng dung dịch tinh bột (5.2.6), được nhuộm bởi iod thành màu xanh nhạt. Bình hấp thụ tương tự (J) được đặt bên cạnh và làm đầy bằng dung dịch tương đương làm phép xác định song song.

Trên bình hấp thụ là buret (K) có chứa các dung dịch iod (5.2.5).

Lò điện (G) với bộ phận gia nhiệt silit [silic carbonitride (Si2NC2)] được gắn với dòng điện xoay chiều qua biến áp (L) và có trang bị một bộ điều chỉnh nhiệt.

Để tránh quá nhiệt của các đầu ống sứ (F), điểm kết thúc của lò được che bằng tấm amiăng (N). Đầu ống nhô ra bên ngoài khoảng từ 150 mm đến 200 mm. Các đầu ống được làm nguội bên ngoài bằng các khăn bông ẩm tại vị trí kết thúc.

5.4. Mẫu

Lấy mẫu quặng mangan, xem TCVN 10548-1 (ISO 4296-1). Chuẩn bị mẫu, xem TCVN 10548-2 (ISO 4296-2)

Sử dụng mẫu thử đã được nghiền đến một kích cỡ không lớn hơn 100 µm (kiểm tra bằng sàng có cỡ lỗ thích hợp) và sấy khô trong không khí ở điều kiện phòng thí nghiệm.

...

...

...

5.5.1. Phần mẫu thử

Sử dụng thuyền cân bằng sứ đã được nung trước tại 1 350^oC đến 1400^oC trong dòng oxy, hoặc tại 1200^oC đến 1250^oC trong dòng carbon dioxide, và biết trước khối lượng trừ bì, cân một lượng mẫu thử phụ thuộc vào hàm lượng lưu huỳnh, như sau

Hàm lượng lưu huỳnh nhỏ hơn 0,02 %: 1,0 g

Hàm lượng lưu huỳnh lớn hơn hoặc bằng 0,02 %: 0,5 g

5.5.2. Phép xác định

5.5.2.1. Trước khi đốt, đảm bảo rằng các thiết bị, dụng cụ phải kín khí.

5.5.2.2. Rót vào một nửa bình hấp thụ (I) và bình thực hiện phép thử song song (J) dung dịch tinh bột ở dạng nước (5.2.6), đã được nhuộm màu bởi dung dịch iod (5.2.5) thành màu xanh nhạt.

5.5.2.3. Đặt thuyền có phần mẫu thử (5.5.1) trong ống sứ vào phần nóng nhất của lò. Nhanh chóng đóng ống, và thổi dòng oxy (hoặc carbon dioxide) qua với tốc độ 4 L/min. Khi khí sulfurơ, trong dòng khí từ lò vào bình hấp thụ, bắt đầu lam mất màu phần dưới của chất lỏng, thêm vào đó, từng giọt, dung dịch iod bằng buret (K) với tốc độ đảm bảo rằng chất lỏng vẫn giữ màu xanh nhạt trong toàn bộ thời gian. Quá trình nung phần mẫu thử được coi là hoàn thành khi màu xanh nhạt của dung dịch trong bình hấp thụ không thay đổi trong 2 min trong khi liên tục cho dòng oxy (hoặc carbon dioxide) qua mà không cần thêm dung dịch iod nữa.

5.6. Biểu thị kết quả

...

...

...

Hàm lượng lưu huỳnh (S), biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính theo công thức

Trong đó

T là độ chuẩn của dung dịch iod (xem 5.2.5.2);

V₁ là thể tích của dung dịch iod sử dụng trong phép thử trắng, tính bằng mililit;

V₂ là thể tích của dung dịch iod sử dụng trong phép xác định, tính bằng mililit;

m₀ là khối lượng của phần mẫu thử, tính bằng gam;

K là hệ số chuyển đổi hàm lượng lưu huỳnh trên mẫu khô;

5.6.2. Sai số cho phép của kết quả các lần xác định song song

...

...

...

Sai số cho phép
% (khối lượng)

Từ

Đến

0,010

0,030

0,001

0,030

0,050

0,002

...

...

...

0,100

0,003

0,100

0,200

0,006

CHÚ DẪN

A Chai oxy (hoặc carbon dioxide)

H Ống ra

...

...

...

I Bình hấp thụ chứa dung dịch tinh bột (5.2.6)

C Chai rửa chứa dung dịch natri hydroxide (5.2.3)

J Bình hấp thụ cho phép thử song song

D Chai rửa chứa acid sulfuric (5.2.4)

K Burret chứa dung dịch chuẩn độ tiêu chuẩn iod (5.2.5)

E Tháp làm khô chứa kali hydroxide (5.2.2) và canxi chloride (5.2.1)

L Biến áp có bộ điều chỉnh nhiệt

F Ống đốt bằng sứ

M Cặp nhiệt điện

...

...

...

N Tấm amiăng

Hình 1 - Dụng cụ để xác định hàm lượng lưu huỳnh (Phương pháp III)