Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 1813:2009 về Thép và gang - Xác định hàm lượng niken - Phương pháp phân tích hóa học

• Số hiệu: TCVN1813:2009
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2009

Hàm lượng niken, %	Khối lượng mẫu, g
Từ 0,2 đến 2,0 Trên 2,0 đến 4,0 Trên 4,0 đến 10,1 Trên 10,0 đến 30,0	2,0 1,0 0,5 0,2

Cho mẫu vào cốc dung tích 400 ml. Thêm 30 ml axit clohidric (1:1); đun nóng đến tan mẫu. Thêm từng giọt axit nitric (1:1) đến khi dung dịch ngừng sủi bọt. Tiếp tục đun, bốc hơi, dung dịch đến khô. Tẩm ướt cặn khô bằng axit clohidric (ρ = 1,19); lại bốc hơi đến khô để loại axit nitric; tiếp tục đun nóng đến 140 ^oC. Nếu hàm lượng silic chứa trong mẫu lớn (trên 4%) thì sấy cặn khô ở nhiệt độ 130 ^oC trong 1h, để nguội. Hòa tan cặn khô trong 10 ml axit clohidric (1:1); đun nhẹ dung dịch. Pha loãng dung dịch bằng nước nóng (60 ^oC đến 70 ^oC) đến thể tích từ 100 ml đến 150 ml; đun sôi. Lọc kết tủa qua giấy lọc định lượng chảy vừa. Rửa kết tủa và giấy lọc ba lần bằng axit clohidric nóng (1:10) và bằng nước nóng đã được axit hóa bằng axit clohidric (1:100) đến hết ion sắt (thử lại bằng amoni thioxianat). Cho kết tủa và giấy lọc vào chén platin, sấy, tro hóa. Nếu kết tủa trong chén có màu, phải tách loại silic bằng axit flohidric và axit sunfuric, sau đó nung chảy cặn với pirosunfat. Hòa tan khối nung chảy bằng nước, thêm vài giọt axit clohidric (1:1); lọc. Dung dịch lọc thu được gộp chung với dung dịch đầu.

Thêm vào dung dịch nhận được 10 ml axit tactric 500 g/l. Nhỏ từng giọt dung dịch amoniac cho đến khi có phản ứng kiềm yếu. Pha loãng dung dịch bằng nước đến thể tích 300 ml hay 400 ml, tương ứng với hàm lượng niken. Axit hóa dung dịch đến có phản ứng axit yếu bằng axit clohidric (1:4) (thử bằng chỉ thị metyla đỏ). Đun dung dịch đến khoảng 50 ^oC; thêm 25 ml dung dịch dimetylglyoxim. Sau đó vừa khuấy vừa nhỏ giọt amoni hydroxyt (ρ = 0,91) đến khi có mùi (hoặc chuyển màu giấy chỉ thị congo hay giấy quỳ). Khi kết tủa đã lắng, thêm tiếp vài giọt thuốc thử để kiểm tra xem kết tủa đã hoàn toàn chưa. Nếu không xuất hiện kết tủa mới, để lắng kết tủa ở nhiệt độ không lớn hơn 60 ^oC trong 1h. Lọc kết tủa trên giấy lọc định lượng chảy vừa. Rửa kết tủa bằng nước nóng (60 ^oC) đến hết ion sắt.

Hòa tan kết tủa trên giấy lọc bằng axit clohidric (1:1) nóng; pha loãng dung dịch bằng nước đến thể tích 200 ml đến 400 ml. Thêm vào đó 5 ml axit tactric; 10 ml đến 25 ml dung dịch dimetylglyoxim; tiến hành kết tủa niken lần thứ hai. Để lắng kết tủa ở nhiệt độ không quá 60 ^oC trong 1h. Lọc kết tủa qua phễu lọc thủy tinh số đã được sấy và cân trước. Rửa kết tủa bằng nước nóng (60 ^oC) và sấy ở 120 ^oC đến khối lượng không đổi, để nguội, cân.

4.3.2. Mẫu chứa coban

Lấy khối lượng mẫu và tiến hành hòa tan mẫu theo 4.3.1. Thêm vào dung dịch nhận được từ 20 ml đến 25 ml amoni clorua bão hòa; 20 ml đến 40 ml axit tactric. Trung hòa dung dịch bằng amoni hydroxyt (ρ = 0,91) từ pH 9 đến pH 10; cho dư 5 ml. Thêm vào đó 20 ml amoni pesunfat 20 %, đun sôi dung dịch từ 10 min đến 12 min. Để nguội, pha loãng dung dịch bằng nước tới 300 ml đến 400 ml. Axit hóa dung dịch bằng axit clohidric (1:4) đến phản ứng axit (thử bằng metyla đỏ) rồi tiếp tục tiến hành theo 4.3.1.

4.3.3. Mẫu chứa vonfram

Lấy khối lượng mẫu và tiến hành hòa tan mẫu theo 4.3.1. Oxy hóa dung dịch bằng axit nitric (ρ = 1,40). Để lắng kết tủa và dung dịch trên bếp điện 5 min. Pha loãng dung dịch bằng một ít nước, đun đến sôi; lọc. Rửa kết tủa 6 lần bằng axit clohidric (1:1) nóng. Dung dịch thu được bốc hơi đến khô. Tẩm ướt cặn khô bằng axit clohidric (ρ = 1,19) rồi tiếp tục tiến hành theo 4.3.1.

4.3.4. Mẫu chứa trên 0,5 % đồng

Lấy khối lượng mẫu và tiến hành hòa tan mẫu theo 4.3.1. Oxy hóa dung dịch bằng axit nitric (ρ = 1,40). Thêm 30 ml axit sunfuric (1:1), đun đến khi xuất hiện khói của axit sunfuric. Để nguội, pha loãng dung dịch bằng nước đến 300 ml. Thông khí hydro sunfua để tách loại đồng. Lọc kết tủa đồng sunfua và rửa bằng nước lạnh. Đun sôi dung dịch đến khi không còn khí hydro sunfua. Thêm vào đó vài mililít dung dịch amoni pesunfat, đun sôi để phân hủy lượng amoni pesunfat dư. Tiếp tục tiến hành theo 4.3.1.

...

...

...

Hàm lượng niken (Ni) chứa trong mẫu tính bằng phần trăm (%) theo công thức:

Trong đó:

m₁ là khối lượng kết tủa niken dimetylglyoximat thu được, tính bằng gam (g);

m là khối lượng mẫu, tính bằng gam (g);

0,2032  là hệ số chuyển từ niken dimetylglyoximat sang niken.

5. Phương pháp so màu

5.1. Nguyên tắc

Phương pháp dựa trên cơ sở đo cường độ màu của phức tạo bởi niken và dimetylglyoxim trong môi trường amoni hydroxit.

...

...

...

5.2.1. Thiết bị

Máy so màu và các phụ kiện kèm theo.

Dụng cụ thông thường sử dụng trong phòng thí nghiệm.

5.2.2. Thuốc thử

Axit clohidric (ρ = 1,19); dung dịch (1:4);

Axit sunfuric (ρ = 1,84), dung dịch (1:5);

Axit nitric (ρ = 1,40), dung dịch (1:1);

Axit xitric, dung dịch 100 g/l;

Amoni hydroxit, dung dịch 15%;

...

...

...

Dimetylglyoxim, dung dịch, 1% trong etanol 96%.

Dung dịch niken tiêu chuẩn, chuẩn bị như sau: hòa tan 0,1g niken kim loại trong axit sunfuric như đã trình bày trong 5.3. Chuyển sang bình định mức dung tích 1 L, thêm nước đến vạch, lắc đều. 1 ml dung dịch chứa 0,0001 g niken;

Nước dùng cho quá trình phân tích là nước cất.

5.3. Cách tiến hành

Hòa tan khối lượng mẫu (hàm lượng niken đến 0,1% - khối lượng mẫu là 0,5 g; hàm lượng niken trên 0,1% khối lượng mẫu là 0,25 g) trong cốc dung tích 250 ml bằng 30 ml axit sunfuric (1:5); đun nóng đến tan mẫu. Oxy hóa dung dịch bằng vài giọt axit nitric (ρ = 1,40). Nếu mẫu chưa tan hết, cho tiếp hỗn hợp axit clohidric (ρ = 1,19) và axit nitric (ρ = 1,40). Sau đó thêm 30 ml axit sunfuric (1:5); cô đến khi xuất hiện khói trắng. Trường hợp cần thiết, oxy hóa dung dịch bằng axit nitric. Để nguội, chuyển dung dịch sang bình định mức dung tích 250 ml, thêm nước tới vạch, lắc đều. Lọc dung dịch qua giấy lọc khô và bình khô, bỏ phần dung dịch lọc dầu. Dùng pipet lấy ra 25 ml dung dịch lọc (tương ứng với 0,025 g đến 0,05 g mẫu) chuyển vào bình định mức dung tích 100 ml. Thêm vào đó 20 ml dung dịch axit xitric; 5 ml axit clohidric (1:5); 5 ml dung dịch kali bromua-bromat; 25 ml dung dịch amoni hydroxyt 15 %, lắc đều. Làm nguội đến nhiệt độ phòng; thêm nước tới vạch, lắc đều. Dùng pipet khô lấy ra 50 ml dung dịch, chuyển vào bình khô; thêm 1 ml dung dịch dimetylglyoxim. Sau 5 min đo cường độ màu của dung dịch ở bước sóng 530 nm, trong cuvet có chiều dài thích hợp (không để dung dịch quá 25 min). Lấy dung dịch khi chưa tiêm thuốc thử làm dung dịch so sánh.

5.4. Xây dựng đường chuẩn

Cho vào bình định mức dung tích 250 ml lần lượt: 2; 4; 6; 8; 10 ml dung dịch niken chuẩn, thêm nước tới vạch, lắc đều. Tiếp tục tiến hành theo 5.3 (từ chỗ: lọc qua giấy lọc khô vào bình khô … ). Từ hàm lượng niken và độ hấp thụ quang tương ứng vẽ đường chuẩn.

Hàm lượng niken chứa trong mẫu tìm theo đường chuẩn.

6. Xử lý kết quả

...

...

...

Bảng 2 – Sai lệch cho phép

Hàm lượng, niken %

Sai lệch, cho phép % (tuyệt đối)

Hàm lượng, niken %

Sai lệch cho phép, % (tuyệt đối)

0,01

0,05

0,10

0,20

...

...

...

Trên 0,5 đến 1,0

0,001

0,005

0,010

0,020

0,030

0,050

Từ 0,1 đến 2,0

Trên 2,0 đến 4,0

...

...

...

Trên 8,0 đến 15,0

Trên 15,0 đến 25,0

Trên 25,0

0,06

0,08

0,12

0,16

0,20

0,25