Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11141:2015 Phương pháp đo quang khối lượng - hàm lượng nhôm - Quặng và tinh quặng mangan

• Số hiệu: TCVN11141:2015
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2015

Hàm lượng nhôm dự kiến	Phần mẫu của dung dịch I	Pha loãng II	Phần mẫu của dung dịch II	Hàm lượng nhôm của phần mẫu của dung dịch thử
% (khối lượng)	ml	ml	ml	mg
0,1 đến 0,3	5	-	-	0,010 đến 0,030
0,3 đến 0,5	100	250	5	0,012 đến 0,020
0,5 đến 1,5	50	250	5	0,010 đến 0,030

3.6.3.4. Phép đo quang

Sau 60 min, đo độ hấp thụ của dung dịch tại bước sóng từ 610 nm đến 620 nm trong cuvet 10 mm, sử dụng máy quang phổ hoặc máy so màu, đặt độ hấp thụ bằng zero dùng nước làm dung dịch so sánh.

3.6.3.5. Phép thử trắng

Tiến hành phép thử trắng theo tất cả các bước phân tích, cho thêm dung dịch sắt (3.3.25) với một lượng tương ứng với hàm lượng sắt có trong mẫu thử.

3.6.3.6. Lập đường chuẩn

Chuẩn bị một loạt bảy cốc thử 50 ml có chứa 5 ml dung dịch thử trắng, sử dụng buret cho vào từng cốc thử 1,5 ml axit clohydric (3.3.15) và 15 ml nước, và lần lượt: 0,0; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 và 3,5 ml dung dịch nhôm chuẩn (3.3.24), tương ứng với 0,0; 0,010; 0,015; 0,020; 0,025; 0,030 và 0,035 mg nhôm. Cho vào 1 ml axit ascobic (3.3.11), lắc đều và để yên trong 5 min. Sau đó điều chỉnh pH của dung dịch đến 1,5 bằng cách cho từng giọt dung dịch kali hydroxit (3.3.10) hoặc axit clohydric (3.3.15), kiểm tra bằng dụng cụ đo pH. Chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 100 ml, cho vào từng cốc 10 ml dung dịch chromazurol-5 (3.3.20), trong khi khuấy, cho 5 ml dung dịch ancol polyvinyl (3.3.19), và 20 ml dung dịch đệm (3.3.7), pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

Sau 60 min, đo độ hấp thụ của từng dung dịch theo qui định tại 3.6.3.4.

Dựng đường chuẩn bằng cách vẽ các giá trị độ hấp thụ (trừ đi giá trị độ hấp thụ của dung dịch không có nhôm) theo các hàm lượng nhôm danh nghĩa của các dung dịch.

3.7. Biểu thị kết quả

...

...

...

Chuyển đổi các số đọc độ hấp thụ của dung dịch thử sang hàm lượng nhôm bằng phương pháp đường chuẩn (3..6.3.6), trừ đi số đọc độ hấp thụ của phép thử trắng.

Hàm lượng nhôm (AI), biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính theo công thức sau:

trong đó

m₁

khối lượng của nhôm có trong phần mẫu lấy từ dung dịch thử, thu được từ đường chuẩn, tính bằng miligam;

m₂

là khối lượng của phần mẫu thử tương ứng với phần mẫu lấy từ dung dịch thử, tính bằng gam;

K

...

...

...

3.7.2. Sai số cho phép của kết quả giữa các phép xác định hai lần

Bảng 2 - Sai số cho phép đối với hàm lượng nhôm

Hàm lượng nhôm

Sai số cho phép

Ba phép xác định hai lần

Hai phép xác định hai lần

% (khối lượng)

% (khối lượng)

% (khối lượng)

...

...

...

0,025

0,02

Từ 0,20 đến 0,50

0,04

0,03

Từ 0,50 đến 1,0

0,08

0,07

Từ 1,0 đến 1,5

...

...

...

0,08

4. Phương pháp B - Phương pháp khối lượng oxin đối với hàm lượng nhôm lớn hơn 1,5 % (khối lượng)

4.1. Nguyên tắc

Phân hủy phần mẫu thử bằng cách xử lý với axit clohydric và làm bay hơi đến khô. Hòa tan cặn khô trong axit clohydric và tách silic dioxit bằng cách lọc. Giữ lại dịch lọc làm dung dịch chính.

Đốt giấy lọc có chứa phần cặn và xử lý với axit sulfuric và axit flohydric. Nung chảy cặn đã đốt bằng natri carbonat. Hòa tan khối chảy trong axit clohydric và gộp dung dịch thu được với dung dịch chính.

Kết tủa nhôm với dung dịch amoni mono-hydro phosphat trong môi trường acetic khi có natri thiosulfat. Lọc dung dịch và nung chảy kết tủa bằng natri carbonat sau khi tro hóa.

Hòa tan khối chảy trong nước nóng và lọc để tách cặn không tan. Kết tủa nhôm trong phần lọc với quinolin-8-ol khi có mặt amoni acetat. Lọc để tách kết tủa. Nung cặn đến khối lượng không đổi.

4.2. Các phản ứng

Phương pháp này dựa trên sự kết tủa của nhôm, trong môi trường acetic khi có natri thiosulfat, dạng oxinat sau khi tách khỏi hầu hết các nguyên tố đi kèm dưới dạng các phosphat của chúng.

...

...

...

Chỉ sử dụng các thuốc thử tinh khiết cấp phân tích và nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

4.3.1. Natri tetraborat, khán (Na₂B₄O₇).

4.3.2. Natri carbonat, khan.

4.3.3. Hỗn hợp nung chảy: ba phần natri carbonat (4.3.2) và một phần natri tetraborat (4.3.1).

4.3.4. Axit oxalic, (H₂C₂O₄).

4.3.5. Dung dịch amoni hydroxit, ρ 0,91 g/ml.

4.3.6. Amoni nitrat, dung dịch 20 g/l.

Hòa tan 20 g amoni nitrat trong 1000 ml nước nóng. Cho vào dung dịch amoni hydroxit (4.3.5) đến khi dung dịch này chuyển thành màu vàng, sử dụng metyl đỏ (4.3.21) làm chất chỉ thị.

4.3.7. Amonl acetat, (CH₃COONH₄), dung dịch 200 g/l.

...

...

...

4.3.9. Axit nitric, ρ 1,40 g/ml.

4.3.10. Axit clohydric, ρ 1,19 g/ml.

4.3.11. Axit clohydric, ρ 1,19 g/ml, pha loãng 1 + 4.

4.3.12. Axit clohydric, ρ 1,19 g/ml, pha loãng 1 + 50.

4.3.13. Axit sulfuric, ρ 1,84 g/ml, pha loãng 1 + 1.

4.3.14. Axit flohydric, ρ 1,14 g/ml, dung dịch 40 % (khối lượng).

4.3.15. Axit acetic, ρ 1,05 g/ml.

4.3.16. Axit acetic, băng, ρ 1,05 g/ml, pha loãng 1 + 1.

4.3.17. Natri carbonat, dung dịch 10 g/l.

...

...

...

4.3.19. Quinolin-8-ol (C9H7ON), dung dịch 50 g/l.

Hòa tan 50 g quinolin-8-ol trong 100 ml axit acetic (4.3.16), cho vào 900 ml nước, gia nhiệt đến 60 °C để hòa tan hoàn toàn, để nguội và lọc.

4.3.20. Etanol (C₂H₅OH)

4.3.21. Metyl đỏ, chất chỉ thị, dung dịch 1 g/l trong ancol.

4.4. Lấy mẫu và các mẫu thử

Lấy mẫu quặng mangan theo TCVN 10548-1 (ISO 4296-1) và chuẩn bị mẫu theo TCVN 10548-2 (ISO 4296-2).

4.5. Cách tiến hành

4.5.1. Số lượng các phép xác định

Đối với một mẫu thử cần thực hiện ít nhất phân tích hai lần, độc lập.

...

...

...

Tiến hành phép thử trắng theo tất cả các bước phân tích.

4.5.3. Phần mẫu thử

Cân 0,5 g đến 1 g mẫu thử vào cốc dung tích 100 ml hoặc 250 ml.

4.5.4. Phép xác định

4.5.4.1. Phân hủy phần mẫu thử

Cho 10 ml đến 20 ml axit clohydric (4.3.10) vào cốc thử có chứa phần mẫu thử (4.4.1) và gia nhiệt để hòa tan. Cho vào 1 ml axit nitric (4.3.9), đun sôi dung dịch sau đó làm bay hơi đến khô. Làm ẩm cặn khô bằng 10 ml axit clohydric (4.3.10) và làm bay hơi đến khô. Lặp lại quá trình bay hơi với 10 ml axit clohydric (4.3.10). Cho từ 10 ml đến 15 ml axit clohydric (4.3.10) vào cặn khô, gia nhiệt khoảng 3 min đến 5 min, cho vào khoảng 30 ml đến 40 ml nước nóng và đun đến sôi.

Lọc cặn không tan trên giấy lọc trung bình có chứa ít bột giấy, sau đó rửa bằng axit clohydric nóng (4.3.12) ba hoặc bốn lần và bằng nước nóng từ sáu đến tám lần. Giữ lại dịch lọc làm dung dịch chính.

4.5.4.2. Xử lý cặn

Cho giấy lọc và cặn vào chén platin, làm khô và nung tại nhiệt độ từ 500 °C đến 600 °C. Để nguội chén, làm ẩm cặn bằng 2 đến 3 giọt nước và cho vào 2 hoặc 3 giọt axit sulfuric (4.3.13) và cho thêm từ 8 ml đến 10 ml axit flohydric (4.3.14) và làm bay hơi đến khô. Sau đó nung cặn tại nhiệt độ từ 400 °C đến 500 °C, làm nguội, cho vào 1 g natri carbonat (4.3.2) và nung chảy tại nhiệt độ 1100 °C trong 15 min. Nếu mẫu khó hòa tan thì nung chảy với 1 g hỗn hợp nung chảy (4.3.3) tại nhiệt độ như trên.

...

...

...

4.5.4.3. Tách nhôm khỏi các nguyên tố đi kèm

Cho vào dung dịch gộp 20 ml dung dịch amoni mono-hydro phosphat (4.3.8), 4 hoặc 5 giọt dung dịch chỉ thị metyl đỏ (4.3.21) và sau đó dung dịch amoni hydroxit (4.3.5) cho đến khi chất chỉ thị đổi màu. Tại bước này, vẩn đục xuất hiện là do sự kết tủa.

Cho vào dung dịch 4 ml axit clohydric (4.3.10), lắc kỹ cho đến khi kết tủa tan, dùng nước ấm pha loãng đến khoảng 300 ml đến 400 ml. Nếu dung dịch vẫn đục, cẩn thận cho từng giọt axit clohydric (4.3.10), khuấy sau khi cho từng giọt, cho đến khi hòa tan hoàn toàn. Sau đó lần lượt cho 60 ml dung dịch natri thiosulfat (4.3.18), 25 ml axit acetic (4.3.16) và 15 ml dung dịch amoni acetat (4.3.7) và đun sôi trong khoảng 10 min đến 15 min cho đến khi lưu huỳnh kết tụ và dung dịch trở nên trong suốt. Lọc kết tủa trên giấy lọc nhanh có chứa ít bột giấy. Rửa cốc thử và giấy lọc từ sáu đến tám lần bằng dung dịch amoni nitrat nóng (4.3.6).

Đặt giấy lọc và chất kết tủa trong chén platin, làm khô và nung tại nhiệt độ 500 °C đến 600 °C.

Sau khi nguội, cho 3 g đến 4 g natri cacnonat (4.3.2) và nung chảy tại nhiệt độ 950 °C đến 1000 °C.

Hòa tan khối chảy trong 50 ml đến 60 ml nước nóng, rửa chén bằng nước và đun sôi dung dịch trong khoảng từ 10 min đến 15 min. Nếu dung dịch chuyển sang màu xanh lá cây, cho 1 ml đến 2 ml etanol (4.3.20) và đun sôi lại đến khi dung dịch không màu. Lọc bỏ kết tủa, rửa năm hoặc sáu lần bằng dung dịch natri carbonat nóng (4.3.17) và thải bỏ.

4.5.4.4. Kết tủa nhôm

Cho khoảng 4 đến 5 giọt dung dịch chỉ thị metyl đỏ (4.3.21) vào dịch lọc, sau đó cho axit clohydric (4.3.11) cho đến khi chất chỉ thị đổi màu và cho vào 30 ml dung dịch quinolin-8-ol (4.3.19). Sau đó cho thêm 50 ml dung dịch amoni acetat (4.3.7), pha loãng bằng nước đến 250 ml, gia nhiệt từ 60 °C đến 70 °C và để yên trong khoảng 1 h đến 2 h cho đến khi kết tủa kết tụ hoàn toàn. Nếu kết tủa của nhôm oxinat không lắng xuống, cho thêm vài giọt dung dịch amoni hydroxit (4.3.5).

Lọc kết tủa trên giấy lọc chậm có thêm ít bột giấy không tro và rửa bằng nước ấm cho đến khi nước rửa không còn màu.

...

...

...

Chuyển giấy lọc có kết tủa vào chén platin đã cân, phủ một lớp axit oxalic (4.3.4) để ngăn nhôm oxinat bay hơi, sấy khô, tiến hành cẩn thận tro hóa tại 450 °C đến 500 °C và nung tại 1100 °C đến 1150 °C đến khối lượng không đổi. Để chén có chứa kết tủa đã nung đến nguội trong bình hút ẩm và cân.

4.6. Biểu thị kết quả

4.6.1. Phương pháp tính kết quả

Hàm lượng nhôm (AI), biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính theo công thức sau:

trong đó

m₃

là khối lượng của chất kết tủa oxit nhôm, tính bằng gam;

m₄

...

...

...

m₅

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

0,529 3

là hệ số chuyển đổi của oxit nhôm sang nhôm;

K

là hệ số chuyển đổi để biểu thị hàm lượng nhôm ở trạng thái khô.

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

Bảng 3 - Sai số cho phép đối với hàm lượng nhôm

Hàm lượng nhôm

...

...

...

Ba phép xác định hai lần

Hai phép xác định hai lần

% (khối lượng)

% (khối lượng)

% (khối lượng)

Từ 1,5 đến 4,0

0,15

0,13