Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11150:2015 chuẩn độ sau khử đo phổ axit sulfosalicylic sắt quặng mangan

• Số hiệu: TCVN11150:2015
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2015

Hàm lượng sắt tổng dự kiến	Khối lượng phần mẫu thử
% (khối lượng)	g
Từ 1,0 đến 10,0	1,0
Từ 10,0 đến 25,0	0,5

7.2. Phép thử trắng

Thực hiện phép thử trắng song song với phép xác định, theo cùng một qui trình, nhưng sử dụng 1 ml dung dịch sắt chuẩn (4.17) thay cho phần mẫu thử.

7.3. Phân hủy phần mẫu thử

7.3.1. Đối với các loại quặng dễ phân hủy

Cho phần mẫu thử (7.1) vào bình tam giác dung tích 500 ml, làm ẩm bằng nước, và cho thêm 15 ml axit clohydric (4.4).

Đậy bình bằng nắp kính đồng hồ và gia nhiệt dung dịch từ từ không để sôi, thỉnh thoảng lắc nhẹ để phân hủy quặng. Thực hiện tiếp tục theo 7.4.

7.3.2  Đối với các loại quặng khó phân hủy

Cho phần mẫu thử (7.1) vào cốc thử 300 ml, làm ẩm bằng nước, và cho thêm 0,5 g natri florua (4.2) và 15 ml axit clohydric (4.4).

Đậy cốc bằng nắp kính đồng hồ và gia nhiệt vừa đến dưới điểm sôi để phân hủy quặng. Thực hiện tiếp tục theo 7.4.

...

...

...

Đậy cốc bằng nắp kính đồng hồ và gia nhiệt chỉ vừa đến dưới điểm sôi để phân hủy khối lượng chính của phần mẫu thử. Cho thêm từ 30 ml đến 40 ml axit clohydric nóng (4.7) và lọc phần cặn không tan trên giấy lọc trung bình có thêm một lượng nhỏ bột giấy. Rửa cặn từ bốn đến năm lần bằng axit clohydric (4.7) và bốn đến năm lần bằng nước ấm. Gộp phần dịch lọc và nước rửa trong bình tam giác dung tích 500 ml và giữ lại làm dung dịch chính.

Cho giấy lọc có chứa cặn vào chén platin, sấy khô, tro hóa và đốt tại nhiệt độ từ 600 °C đến 700 °C cho đến khi các chất có cacbon được loại trừ. Sau khi nguội, làm ẩm cặn bằng nước, cho thêm 3 đến 4 giọt axit sulfuric (4.8) và 5 ml đến 6 ml axit flohydric (4.3) và làm bay hơi đến khi không còn khói axit sulfuric bay ra. Cho thêm 2 g kali disulfat (4.1) vào cặn, đậy nắp chén và nung tại nhiệt độ từ 600 °C đến 700 °C cho đến khi thu được khối chảy trong. Để khối chảy nguội, đặt chén platin trong cốc thử 100 ml và hòa tan khối chảy trong 25 ml đến 30 ml axit clohydric (4.6). Lấy chén và nắp ra khỏi cốc thử và rửa bằng nước.

Cho 1 hoặc 2 giọt hydro peroxit (4.12) vào dung dịch khi đang lắc, pha loãng bằng nước đến 50 ml và cho thêm dung dịch amoniac (4.10) cho đến khi mùi amoniac vẫn còn (bền). Gia nhiệt dung dịch đến sôi và để yên trong 10 min ở chỗ ấm. Sau khi kết tủa lắng xuống, lọc trên giấy lọc nhanh và rửa bốn hoặc năm lần bằng dung dịch amoniac nóng (4.11). Bỏ phần lọc được. Hòa tan kết tủa trên giấy lọc bằng 10 ml axit clohydric (4.5), cho từng lượng nhỏ. Rửa giấy lọc bốn hoặc năm lần bằng axit clohydric nóng (4.7) và bốn hoặc năm lần bằng nước nóng. Gộp dung dịch này vào dung dịch chính và làm bay hơi đến còn 25 ml hoặc 30 ml.

7.4. Phương pháp khử

7.4.1. Đối với quặng có chứa vanadi dưới 0,02 % (khối lượng)

Gia nhiệt dung dịch thu được từ 90 °C đến 100 °C, rửa ngay thành bình bằng axit clohydric nóng (4.7), cho thêm dung dịch thiếc(ll) clorua (4.13), trong khi đang lắc, cho đến khi dung dịch trở nên không màu và sau đó cho dư thêm 1 hoặc 2 giọt dung dịch thiếc(ll) clorua.

Rửa thành bình bằng nước nóng, lắc dung dịch, sau đó làm nguội trong thùng nước lạnh. Khi dung dịch đạt đến nhiệt độ môi trường, cho thêm 5 ml dung dịch thủy ngân(ll) clorua (4.14). Sẽ xuất hiện một lượng nhỏ kết tủa trắng của thủy ngân(Il) clorua. Nếu không có kết tủa hoặc có quá nhiều kết tủa và nó có màu sẫm do sự có mặt của thủy ngân kim loại, thì phải thực hiện lại phép phân tích.

7.4.2  Đối với quặng có chứa vanadi trên 0,02 % (khối lượng)

Dùng nước pha loãng dung dịch thu được tại 7.3 đến 100 ml, gia nhiệt 90 °C đến 100 °C, cho thêm dung dịch thiếc(ll) clorua (4.13), trong khi đang lắc, cho đến khi dung dịch trở thành không màu và sau đó cho dư thêm 0,5 ml dung dịch thiếc(ll) clorua.

...

...

...

Rửa thành bình bằng nước, sau đó làm nguội trong thùng nước lạnh và cho thêm 5 ml dung dịch thủy ngân(ll) clorua (4.14). Sẽ có xuất hiện một lượng nhỏ kết tủa trắng của thủy ngân(ll) clorua. Nếu không có kết tủa hoặc có quá nhiều kết tủa và nó có màu sẫm do sự có mặt của thủy ngân kim loại, thì phải thực hiện lại phép phân tích.

7.5. Chuẩn độ

Để yên dung được thu được tại 7.4 trong khoảng 5 min, pha loãng bằng nước đến 200 ml, cho thêm 25 ml hỗn hợp axit orthophosphoric và axit sulfuric (4.9) và 2 ml chất chỉ thị natri difenylaminesulfonat (4.18). Lắc đều và tiến hành chuẩn độ ngay bằng dung dịch kali dicromat (4.16).

Điểm cuối đạt được khi màu xanh lá cây của dung dịch chuyển sang màu xanh tím.

Đối với quặng có chứa hàm lượng sắt tổng nhỏ hơn 5 % (khối lượng), sử dụng dung dịch chuẩn độ kali dicromat B (4.16.2) để chuẩn độ; đối với quặng có chứa hàm lượng sắt tổng lớn hơn 5 % (khối lượng), sử dụng dung dịch chuẩn độ kali dicromat A (4.16.1) để chuẩn độ.

8. Biểu thị kết quả

8.1. Tính kết quả

Hàm lượng sắt tổng, w_Fe(%), biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính theo công thức sau:

...

...

...

r

là độ chuẩn của dung dịch chuẩn độ kali dicromat, tính bằng gam sắt trên mililit (xem 4.16);

V₁

là thể tích của dung dịch kali dicromat sử dụng để chuẩn độ dung dịch thử, tính bằng mililit;

V₂

là thể tích của dung dịch chuẩn kali dicromat sử dụng để chuẩn độ dung dịch trắng (trừ đi thể tích của dung dịch chuẩn kali dicromat A hoặc B tương ứng với 1 ml dung dịch chuẩn sắt), tính bằng mililit;

m

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

K

...

...

...

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

Bảng 2 - Sai số cho phép đối với hàm lượng sắt tổng

Hàm lượng sắt tổng

Sai số cho phép

Ba phép xác định hai lần

Hai phép xác định hai lần

% (khối lượng)

% (khối lượng)

% (khối lượng)

...

...

...

0,10

0,09

Từ 2,5 đến 5,0

0,15

0,12

Từ 5,0 đến 10,0

0,25

0,20

Từ 10,0 đến 25,0

...

...

...

0,30

Mục hai: Phương pháp B - Phương pháp đo phổ axit sulfosalicylic

9. Nguyên tắc

Trong trường hợp quặng dễ phân hủy, phân hủy phần mẫu thử bằng cách xử lý với axit clohydric.

Trong trường hợp quặng khó phân hủy, thì phân hủy phần mẫu thử bằng cách xử lý bằng axit clohydric khi có mặt natri florua, hoặc xử lý bằng axit clohydric; tách cặn, nung chảy với kali disulfat, hòa tan khối chảy bằng axit clohydric, và gộp với dung dịch chính.

Xác định bằng đo phổ khi có mặt axit sulfosalicylic và hydroxylamoni clorua tại bước sóng khoảng 430 nm.

10. Các phản ứng

Phương pháp này dựa trên sự tương tác giữa sắt với axit sulfosalicylic trong dung dịch kiềm (pH 8 đến 12) với sự tạo thành phức màu. Sự ảnh hưởng của mangan được loại trừ bởi hydroxylamoni clorua.

11. Thuốc thử

...

...

...

11.2. Kali disulfat (K₂S₂O₇).

11.3. Axit flohydric, r 1,14 g/ml.

11.4. Axit clohydric, r 1,19 g/ml.

11.5. Axit clohydric (11.4), pha loãng 1 + 4.

11.6. Axit clohydric (11.4), pha loãng 1 + 50.

11.7. Axit sulfuric, r 1,84 g/ml, pha loãng 1 + 1.

11.8. Dung dịch amoniac, r 0,91 g/ml, pha loãng 1 + 1.

11.9. Clorua hydroxylamoni, dung dịch 100 g/l.

11.10. Axit sulfosalicylic dihydrat (C₇H₆O₆S.2H₂O), dung dịch 100 g/l.

...

...

...

11.11.1. Dung dịch A, tương ứng với 0,1000 g Fe/I.

Cân 0,1000 g sắt kim loại [độ tinh khiết 99,95 % (khối lượng)] và hòa tan trong 50 ml axit nitric (pha loãng 1 + 3).

Gia nhiệt dung dịch đến khi không còn các oxit nitơ. Làm nguội dung dịch, chuyển vào bình định mức dung tích 1000 ml, pha Ioãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

1 ml dung dịch chuẩn này chứa 0,1000 mg Fe.

11.11.2. Dung dịch B, tương ứng với 0,0100 g Fe/l.

Dùng pipet lấy 10 ml dung dịch sắt chuẩn A (11.1.1) cho vào bình định mức dung tích 100 ml, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

1 ml dung dịch chuẩn này chứa 0,0100 mg Fe.

12. Thiết bị, dụng cụ

Các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm, và

...

...

...

12.2. Máy đo phổ, có các bộ chọn lọc biến đổi liên tục hoặc gián đoạn, có khả năng đo độ hấp thụ tại bước sóng 430 nm.

13. 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)

14. Cách tiến hành

14.1. Phần mẫu thử

Cân 0,2 g mẫu thử.

14.2. Chuẩn bị dung dịch thử

14.2.1. Đối với các loại quặng dễ phân hủy

Cho phần mẫu thử (14.1) vào cốc thử 100 ml, làm ẩm bằng nước, và hòa tan trong 5 ml axit clohydric (11.4). Cho 30 ml đến 40 ml axit clohydric nóng (11.6) vào dung dịch, và lọc qua giấy lọc trung bình có thêm một lượng nhỏ bột giấy. Rửa giấy lọc từ bốn đến năm lần bằng axit clohydric (11.6) và bốn đến năm lần bằng nước nóng. Bỏ giấy lọc. Thực hiện tiếp tục như 14.2.3.

...

...

...

Cho phần mẫu thử (14.1) vào cốc thử 100 ml, làm ẩm bằng nước, cho thêm 0,5 g natri florua (11.1) và hòa tan trong 5 ml axit clohydric (11.4) để phân hủy quặng. Cho 30 ml đến 40 ml axit clohydric nóng (11.6) vào dung dịch, và lọc qua giấy lọc trung bình có thêm một lượng nhỏ bột giấy. Rửa giấy lọc từ bốn đến năm lần bằng axit clohydric (11.6) và bốn đến năm lần bằng nước nóng. Bỏ giấy lọc. Thực hiện tiếp tục như 14.2.3.

Trong trường hợp quặng không phân hủy hoàn toàn, cho phần mẫu thử (14.1) vào cốc dung tích 100 ml, làm ẩm bằng nước, và hòa tan trong 5 ml axit clohydric (11.4). Cho 30 ml đến 40 ml axit clohydric nóng (11.6) vào dung dịch, và lọc cặn không tan qua giấy lọc trung bình có thêm một lượng nhỏ bột giấy. Rửa giấy lọc từ bốn đến năm lần bằng axit clohydric (11.6) và bốn đến năm lần bằng nước nóng. Giữ lại dịch lọc làm dung dịch chính.

Cho giấy lọc có chứa cặn vào chén platin, sấy khô, tro hóa và đốt tại nhiệt độ từ 600 °C đến 700 °C cho đến khi các chất chứa carbon được loại trừ. Sau khi nguội, làm ẩm cặn bằng nước, cho vào 3 đến 4 giọt axit sulfuric (11.7) và 5 ml đến 6 ml axit flohydric (11.3) và làm bay hơi đến khi không còn khói của axit sulfuric bay ra. Cho thêm 2 g kali disulfat (11.2) vào cặn, đậy chén bằng nắp platin và nung chảy tại nhiệt độ từ 600 °C đến 700 °C cho đến khi thu được khối chảy trong. Để khối chảy nguội, đặt chén vào trong cốc thử 100 ml và hòa tan khói chảy trong 25 ml đến 30 ml axit clohydric (11.5). Lấy chén và nắp ra khỏi cốc thử và rửa bằng nước.

Lọc dung dịch thu được qua giấy lọc trung bình và rửa giấy lọc từ bốn đến năm lần bằng nước nóng. Bỏ giấy lọc và gộp phần lọc vào dung dịch chính.

14.2.3. Dung dịch thử

Sau khi nguội, làm bay hơi dung dịch (14.2.1 hoặc 14.2.2) đến còn khoảng 150 ml và chuyển vào bình định mức dung tích 200 ml. Pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

14.3. Phép thử trắng

Thực hiện phép thử trắng song song với phép xác định.

14.4. Đường chuẩn

...

...

...

Chuẩn bị một dãy chín bình định mức dung tích 100 ml. Dùng buret lấy 0,0; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 và 14,0 ml dung dịch chuẩn sắt B (11.1.2), tương ứng với 0,00; 0,01; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,12; và 0,14 mg sắt cho vào từng bình.

14.4.2 Tạo hợp chất hấp thụ

Cho 10 ml dung dịch hydroxylamoni clorua (11.9), lắc đều, và cho thêm 30 ml dung dịch axit sulfosalicylic (11.10). Cho dung dịch amoniac (11.8) vào cho đến khi xuất hiện màu vàng ổn định, và cho dư thêm 5 ml. Pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc đều.

14.4.3  Các phép đo phổ

Đo độ hấp thụ của các dung dịch trên dải từ 420 nm đến 480 nm (máy đo phổ với các bộ chọn lọc biến đổi liên tục) hoặc tại 430 nm (máy đo phổ với bộ chọn lọc biến đổi gián đoạn) trong cuvet đo dày 50 mm, hoặc cuvet đo phù hợp khác, nước làm dung dịch so sánh.

14.4.4. Vẽ đường chuẩn

Dựng đường chuẩn bằng cách vẽ các độ hấp thụ (trừ đi độ hấp thụ zero) theo các hàm lượng sắt danh nghĩa của các dung dịch.

14.5. Xác định

14.5.1.Tạo hợp chất hấp thụ

...

...

...

Thực hiện tiếp tục như tại 14.4.2.

14.5.2. Các phép đo phổ

Xem 14.4.3.

15. Biểu thị kết quả

15.1. Tính kết quả

Sau khi đã trừ đi số đọc độ hấp thụ đối với phép thử trắng, chuyển đổi số đọc độ hấp thụ đối với dung dịch thử về hàm lượng sắt tổng theo phương pháp đường chuẩn (14.4.4).

Hàm lượng sắt tổng, w_Fe(%), biểu thị bằng phần trăm khối lượng, tính theo công thức sau:

trong đó

...

...

...

là khối lượng sắt tổng thu được từ đường chuẩn, tính bằng miligam;

m₂

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

K

là hệ số chuyển đổi biểu thị hàm lượng sắt tổng ở trạng thái khô

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

Bảng 3 - Sai số cho phép đối với hàm lượng sắt tổng

Hàm lượng sắt tổng

Sai số cho phép

...

...

...

Hai phép xác định hai lần

% (khối lượng)

% (khối lượng)

% (khối lượng)

Từ 0,20 đến 0,40

0,04

0,03

Từ 0,40 đến 1,0

0,07

...

...

...

Từ 1,0 đến 2,0

0,10

0,09