TCVN-14194-5-2024-Dat-da-quang-dong-Phan-5-Xac-dinh-ham-luong-canxi-va-magie

• Số hiệu: TCVN14194-5:2024
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2024

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14194-5:2024

ĐẤT, ĐÁ QUẶNG ĐỒNG - PHẦN 5: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CANXI VÀ MAGIE - PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON

Soils, rocks copper ores - Part 5: Determination of calcium and magiesium content - Complexon titrimetric method

Lời nói đầu

TCVN 14194-5:2024 do Cục Địa chất Việt Nam biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 14194 Đất, đá quặng đồng gồm các phần sau:

1

TCVN 14194-1:2024

...

...

...

2

TCVN 14194-2:2024

Phần 2: Xác định hàm lượng lưu huỳnh tổng số - Phương pháp khối lượng

3

TCVN 14194-3:2024

Phần 3: Xác định hàm lượng titan - Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

4

TCVN 14194-4:2024

Phần 4: Xác định tổng hàm lượng silic dioxit - Phương pháp khối lượng

...

...

...

TCVN 14194-5:2024

Phần 5: Xác định hàm lượng canxi và magie - Phương pháp chuẩn độ complexon

ĐẤT, ĐÁ QUẶNG ĐỒNG - PHẦN 5: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CANXI VÀ MAGIE - PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON

Soils, rocks copper ores - Part 5: Determination of calcium and magiesium content - Complexon titrimetric method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chuẩn độ complexon xác định hàm lượng canxi oxit và magie oxit trong mẫu đất, đá quặng đồng có hàm lượng từ 0,5 % (theo khối lượng) đến 30 % (theo khối lượng).

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

...

...

...

TCVN 7153 (ISO 1042), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Bình định mức.

TCVN 9924:2013, Đất, đá quặng - Quy trình gia công mẫu sử dụng cho các phương pháp phân tích hóa học, hóa lý, rơnghen, nhiệt.

3  Nguyên tắc

Mẫu được phân hủy bằng cách nung chảy với kali hidroxit, tách silic, nhôm, sắt, titan...dưới dạng kết tủa hidroxit bằng urotropin rồi xác định canxi bằng phương pháp chuẩn độ complexon ở môi trường pH 13 -13,5 với chỉ thị chỉ thị fluresson, ở điểm tương đương dung dịch chuyển màu từ ánh huỳnh quang xanh sang màu hồng sáng. Hàm lượng magie được xác định bằng phương pháp chuẩn độ complexon khi chuẩn độ lượng canxi và magie ở pH 9,6 -10,5 với chỉ thị eriocrom T đen rồi trừ đi hàm lượng canxi được xác định riêng.

4  Thuốc thử

Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử loại siêu tinh khiết phân tích và nước phù hợp với TCVN 4851 (ISO 3696).

4.1  Axit nitric HNO₃, d=1,40;

4.2  Kali hidroxit KOH dạng hạt, dung dịch 20 % mới pha. Hòa tan 200 gam kali hidroxit trong nước rồi pha loãng đến thể tích 1 lít

4.3  Axit clohidric HCl d=1,19, dung dịch HCl 2 % (theo thể tích); dung dịch HCl (1+1); dung dịch HCl (1+20);

...

...

...

4.5  Amoni hidroxit NH₄OH 25 %, dung dịch (1+1);

4.6  Kali xianua KCN dung dịch 5 %;

4.7  Urotropin, dung dịch 15 %. Hòa tan 75 gam urotropin trong nước, pha loãng đến thể tích 500 ml; dung dịch 0,5 %. Hòa tan 2,5 gam urotropin trong nước, pha loãng đến thể tích 500 ml.

4.8  Fluorexon 1 %: Nghiền nhỏ, trộn đều 1 gam fluorexon với 100 g muối kali clorua tinh thể (4.13), bảo quản trong bình thủy tinh màu nâu nút nhám ở nơi khô mát.

4.9  Dung dịch đệm amoni (NH₄OH+NH₄Cl) có pH=10: Hòa tan 42 gam amoni clorua bằng nước cất nóng trong cốc thủy tinh dung tích 500 ml, lọc qua giấy lọc định tính vào bình định mức dung tích 1000 ml. Thêm 432 ml dung dịch amoni hídroxit 25 %, định mức bằng nước cất, lắc đều.

4.10  Bạc nitrat AgNO₃ 1 %. Hòa tan 1 gam bạc nitrat AgNO₃ tinh thể trong bình 100 ml, định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, bảo quản trong bình thủy tinh tối màu, có nút kín.

4.11  Chỉ thị Eriocrom T đen. Trộn 1 gam Eriocrom T đen với 100 gam kali clorua (4.13) và nghiền trong cối sứ đến cỡ hạt 0,1 mm ÷ 0,2 mm. Bảo quản chỉ thị trong lọ có nút nhám và để ở nơi khô mát.

4.12  Metyl dacam, dung dịch 0,1 %. Hòa tan 0,1 gam metyl da cam tinh thể trong bình 100 ml, định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, bảo quản trong bình thủy tinh tối màu, có nút kín.

4.13  Kali clorua KCl tinh thể;

...

...

...

1 ml dung dịch EDTA 0,05 N tương ứng với 0,0028 gam CaO;

1 ml dung dịch EDTA 0,05 N tương ứng với 0,0020 gam MgO;

Độ chuẩn của dung dịch EDTA theo magie oxit được xác định bằng cách thiết lập độ chuẩn của dung dịch theo canxi oxit rồi nhân với hệ số chuyển đổi từ CaO sang MgO bằng 0,7182.

Độ chuẩn của dung dịch EDTA theo canxi oxit được xác định bằng canxi cacbonat hoặc mẫu tiêu chuẩn thành phần theo các cách tiến hành của tiêu chuẩn này.

Để xác định độ chuẩn của dung dịch EDTA theo canxi oxit bằng canxi cacbonat, tiến hành như sau: Cân 5,0045 gam canxi cacbonat (loại TKHH hoặc TKPT), đã được sấy khô ở 100 °C vào cốc dung tích 100 ml. Hòa tan từ từ bằng 30 ml axit clohidric (1+1) (4.3). Chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức dung tích 1 lít, thêm nước cất đến vạch, lắc kỹ.

Dùng pipet lấy 25,0 ml dung dịch trên vào bình nón dung tích 250 ml. Thêm vào đó 40 ml dung dịch magie complexonat, 10 ml dung dịch đệm amoniac có pH=10 (4.9), thêm nước cất đến thể tích xấp xỉ 100 ml, thêm 0,1 gam ÷ 0,2 gam chỉ thị ericrom T đen (4.11). Chuẩn độ bằng dung dịch trilon B đến khi dung dịch trong bình nón chuyển từ màu đỏ nho sang màu xanh nước biển. Ghi thể tích dung dịch trilon B tiêu tốn. Độ chuẩn của dung dịch trilon B theo CaO được tính theo công thức sau:

Trong đó:

a: lượng CaO lấy để chuẩn độ, tính bằng gam (g);

...

...

...

Từ đó tính được độ chuẩn của MgO:

Trong đó:

a: lượng CaO lấy để chuẩn độ, tính bằng gam (g);

V: thể tích dung dịch chuẩn EDTA tiêu tốn khi chuẩn độ (đã trừ mẫu trắng), tính bằng mililit (ml);

0,7182: là hệ số chuyển đổi từ độ chuẩn của dung dịch theo CaO sang độ chuẩn của dung dịch theo MgO.

5  Thiết bị, dụng cụ

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm và các thiết bị, dụng cụ sau:

5.1  Cân phân tích có độ chính xác đến 0,0001 gam;

...

...

...

5.3  Chén niken dung tích 30 ml ÷ 50 ml;

5.4  Cốc thủy tinh chịu nhiệt dung tích 250 ml;

5.5  Bình định mức dung tích 250 ml;

5.6  Pipet bầu một nấc dung tích 50 ml; 100 ml;

5.7  Nắp kính thủy tinh;

5.8  Bình nón dung tích 250 ml;

5.9  Giấy chỉ thị công gô;

5.10  Tủ sấy có thể đặt nhiệt độ ở 105 °C ± 2 °C.

6  Chuẩn bị mẫu thử

...

...

...

7  Cách tiến hành

7.1  Phân hủy mẫu và tách Silic

Cân (5.1) 0,5000 gam mẫu đã được sấy khô ở 105 °C đến khối lượng không đổi, cho vào chén niken (5.3) đã có sẵn 4 gam ÷ 5 gam kali hidroxit KOH (4.2) đã làm mất nước trên bếp điện hoặc trong lò nung (5.2) ở nhiệt độ 200 °C ÷ 300 °C. Tiến hành nung chảy trong lò (5.2) từ nhiệt độ thấp đến khoảng 650 °C ÷ 700 °C và giữ ở nhiệt độ này trong 10 min ÷ 15 min đến khi mẫu chảy thành một khối linh động đồng nhất. Lấy chén ra khỏi lò. Rửa thành ngoài và đáy chén bằng dung dịch axit clohidric HCl 2 % (4.3). Đặt chén vào cốc chịu nhiệt 250 ml (5.4), cẩn thận rót vào cốc 30 ml ÷ 50 ml nước nóng, đậy cốc bằng nắp kính thủy tinh (5.7). Dùng đũa thủy tinh có đầu bọc nhựa và vòi tia rửa sạch chén bằng dung dịch HCl (1+1) (4.3) sau đó bằng nước cất nóng để lấy khối chảy ra khỏi chén. Thêm vào cốc 25 ml ÷ 30 ml axit HCl (d=1,19) (4.3), khuấy đều cho tan hết kết tủa. Làm bay hơi dung dịch trên bếp cách thủy hoặc cách cát. Thỉnh thoảng dùng đũa thủy tinh khuấy đều dung dịch và làm tơi kết tủa, cô cạn dung dịch cho đến khi thu được muối ẩm. Nếu quan sát thấy mẫu còn những hạt đen do mẫu chưa tan hết thì thêm 10 ml HCl (d=1,19) (4.3) nữa và lại cô đến muối ẩm. Lặp lại thao tác trên cho đến khi mẫu tan hoàn toàn.

Thêm 10 ml HCl d=1,19 (4.3), khuấy đều, tia rửa sạch thành cốc bằng nước cất, đun nóng đến khoảng 70 °C, thêm 5 ml dung dịch gielatin 1 % (4.4), khuấy kỹ trong 3 min, lại thêm tiếp 5 ml dung dịch gielatin 1 % (4.4), tiếp tục khuấy đều trong 2 min, thêm khoảng 50 ml nước cất nóng và để yên ở nhiệt độ trên khoảng 15 min.

Lọc dung dịch qua giấy lọc băng chảy chậm (Φ 11 cm) vào bình định mức có dung tích 250 ml (5.5). Rửa kết tủa sạch bằng dung dịch HCl loãng (1+20) (4.3) cho đến khi giấy lọc hết màu vàng, sau đó rửa kết tủa bằng nước cất nóng cho đến khi hết ion Cl^-, thử bằng dung dịch bạc nitrat (AgNO₃) 1 % (4.10). Để nguội, định mức đến vạch, lắc đều (dung dịch I), (V_đm1)

7.2  Xác định CaO

Dùng pipet (5.6) lấy chính xác 100 ml (V_h1) dung dịch sau khi tách loại SiO₂ (dung dịch I) ở trên cho vào cốc chịu nhiệt dung tích 250 ml (5.4). Thêm vài giọt axit nitric HNO₃ d=1,40 (4.1). Đun sôi dung dịch trong 3 min + 5 min. Thêm 1 ÷ 2 giọt metyl da cam 0,1 % (4.12) rồi trung hòa dung dịch bằng amoni hidroxit NH₄OH (1+1) (4.5) đến chuyển màu từ đỏ sang vàng, cho dư thêm vài giọt amoni hidroxit NH₄OH (1+1) (4.5) nữa để dung dịch chuyển sang màu nâu và xuất hiện kết tủa vẩn đục. Hòa tan kết tủa bằng vài giọt axit clohidric HCl (1+1) (4.3). Thêm 15 ml ÷ 20 ml urotropin 15 % (4.7), đun dung dịch đến bắt đầu sôi. Để yên dung dịch trên bếp ấm 15 min ÷ 20 min cho đông tụ kết tủa.

Lọc nóng dung dịch qua giấy lọc chảy vừa vào bình định mức dung tích 250 ml (5.5). Rửa kết tủa bằng dung dịch urotropin 0,5 % (4.7). Pha thêm nước cất đến vạch, lắc đều dung dịch (dung dịch II). (V_đm2)

Lấy chính xác 50 ml (Vh₂) dung dịch II vào bình nón dung tích 250 ml (5.8). Thêm từ từ, vừa thêm vừa lắc, từng lượng nhỏ đến hết 20 ml dung dịch KOH 20 % (4.2), 10 giọt dung dịch kali xianua KCN 5 % (4.6), thêm 30 mg ÷ 50 mg hỗn hợp chỉ thị fluorexon (4.8) lắc đều. Chuẩn độ canxi bằng dung dịch EDTA (4.14) đến khi dung dịch mất ánh huỳnh quang xanh chuyển sang màu hồng sáng. Ghi thể tích dung dịch chuẩn EDTA (4.14) tiêu tốn (V₁).

...

...

...

7.3  Xác định tổng lượng CaO và MgO

Lấy chính xác 50 ml (V_h2) dung dịch II cho vào bình nón dung tích 250 ml (5.8). Thêm 20 ml dung dịch đệm amoni pH=10 (4.9), 10 giọt dung dịch KCN 5 % (4.6), 30 mg ÷ 50 mg chỉ thị eriocrom T đen (4.11). Chuẩn bằng dung dịch EDTA (4.14) đến chuyển màu dung dịch từ đỏ nho sang xanh lam. Ghi thể tích dung dịch EDTA (4.14) tiêu tốn (V₂).

8. Tính kết quả

8.1  Tính hàm lượng canxi oxit và magie oxit

Hàm lượng Canxi oxit (CaO) của mẫu thử, tính theo phần trăm khối lượng được xác định theo công thức như sau:

T_CaO: Độ chuẩn của dung dịch EDTA theo canxi oxit, tính bằng gam trên mililit (g/ml);

V₁: Thể tích dung dịch chuẩn EDTA tiêu tốn cho chuẩn độ canxi (đã trừ thể tích tiêu tốn cho chuẩn độ mẫu trắng), tính bằng miiilit (ml);

V_đm1: Thể tích dung dịch mẫu sau khi loại Silic (dung dịch I), tính bằng mililit (ml);

...

...

...

V_đm2: Thể tích dung dịch mẫu định mức sau khi loại nhôm, sắt, titan (dung dịch II), tính bằng mililit (ml);

V_h2: Thể tích dung dịch mẫu lấy để xác định canxi, tính bằng mililit (ml);

G: Lượng cân mẫu, tính bằng gam (g).

Hàm lượng magie oxit (MgO) của mẫu thử, tính theo phần trăm khối lượng được xác định theo công thức như sau:

Trong đó:

T_MgO: Độ chuẩn của dung dịch EDTA theo magie oxit, tính bằng gam trên mililit (g/ml);

V₂: Thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn cho chuẩn độ tổng lượng canxi và magie (đã trừ thể tích tiêu tốn cho chuẩn độ mẫu trắng), tính bằng mililit (ml):

V₁: Thể tích dung dịch chuẩn EDTA tiêu tốn cho chuẩn độ riêng canxi (đã trừ thể tích tiêu tốn cho chuẩn độ mẫu trắng), tính bằng mililit (ml):

...

...

...

V_h1: Thể tích dung dịch mẫu lấy ra để loại nhôm, sắt, titan, tính bằng mililit (ml);

V_đm2: Thể tích dung dịch mẫu định mức sau khi loại nhôm, sắt, titan (dung dịch II), tính bằng mililit (ml);

V_h2: Thể tích dung dịch mẫu lấy để xác định tổng canxi và magie, tính bằng mililit (ml);

G: Lượng cân mẫu, tính bằng gam (g).

Kết quả được lấy chính xác đến 2 chữ số sau dấu phẩy.

8.2  Sai lệch phép phân tích song song

Sai lệch lớn nhất giữa hai kết quả phân tích song song không vượt quá giá trị độ lệch tương đối D trong bảng 1 và bảng 2:

Trong đó:

...

...

...

X_ci  là kết quả phân tích mẫu cơ bản;

X_cs  là kết quả phân tích mẫu song song;

  là giá trị trung bình của hai kết quả phân tích song song.

Bảng 1 - Độ lệch tương đối phép phân tích song song

Số TT

Cấp hàm lượng CaO

D

(%)

(%)

...

...

...

Từ 0,5 đến nhỏ hơn 1,0

33

2

Từ 1,0 đến nhỏ hơn 2,0

25

3

Từ 2,0 đến nhỏ hơn 5,0

19

4

...

...

...

14

5

Từ 10,0 đến nhỏ hơn 20,0

8,9

6

Từ 20,0 đến nhỏ hơn 30,0

5,8

Bảng 2 - Độ lệch tương đối phép phân tích song song

Số TT

...

...

...

D

(%)

(%)

1

Từ 0,5 đến nhỏ hơn 2,0

30

2

Từ 2,0 đến nhỏ hơn 5,0

25

...

...

...

Từ 5,0 đến nhỏ hơn 10,0

18

3

Từ 10,0 đến nhỏ hơn 20,0

13

4

Từ 20,0 đến nhỏ hơn 30,0

9,4

9  Báo cáo thử nghiệm

...

...

...

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Nhận dạng mẫu thử;

c) Tên và địa chỉ phòng thử nghiệm;

d) Ngày tiến hành thử nghiệm;

e) Kết quả thử nghiệm;

f) Mọi thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc được coi là tùy chọn và các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.

PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

...

...

...

Bảng 1. Kết quả mẫu lặp xác định hàm lượng CaO

Cấp Hàm lượng CaO (%)

SHM

Kết quả xác nhận (%)

KQ KN lần 1 (%)

KQ KN lần 2 (%)

KQ KN lần 3 (%)

SSTD (S1)

SSTD (S2)

...

...

...

0,5-<1,0

MT1

0,5

0,45

0,50

0,45

10,53

0,00

10,53

...

...

...

MT 2

1,42

1,40

1,45

1,34

1,42

2,09

5,80

MT 3

...

...

...

1,93

2,01

1,79

2,56

1,50

10,08

2,0-<5,0

MT 4

2,41

...

...

...

2,40

2,29

2,52

0,42

5,11

MT 5

2,69

2,79

2,74

...

...

...

3,65

1,84

4,56

MC 2

2,74

2,85

2,79

2,51

3,94

...

...

...

8,76

MT 6

4,10

4,05

4,08

4,02

1,23

0,49

1,97

...

...

...

MT 7

5,09

5,03

5,14

4,75

1,19

0,98

6,91

MT 8

...

...

...

6,31

6,39

6,20

0,32

0,94

2,08

MC 1

9,03

8,94

...

...

...

8,71

1,00

0,77

3,61

Bảng 2. Kết quả mẫu lặp xác định hàm lượng MgO

Cấp hàm lượng MgO (%)

SHM

Kết quả xác nhận (%)

KQ KN lần 1 (%)

...

...

...

KQ KN lần 3 (%)

SSTD (S1)

SSTD (S2)

SSTD (S3)

1,0-<2,0

MC 2

1,23

1,23

1,20

...

...

...

0,00

2,47

7,06

2,0-<5,0

MT 1

3,54

3,53

3,57

3,47

...

...

...

0,84

2,00

MT 2

3,54

3,47

3,65

3,57

2,00

3,06

...

...

...

MT 2

4,35

4,29

4,37

4,25

1,39

0,46

2,33

MT 4

...

...

...

4,21

4,29

4,35

0,95

0,94

2,33

MT 5

4,35

4,21

...

...

...

4,25

3,27

1,39

2,33

5,0-<10,0

MT 6

5,10

5,09

5,13

...

...

...

0,20

0,59

0,78

MT 7

5,10

5,03

5,14

4,75

1,38

...

...

...

7,11

MT 8

7,48

7,46

7,56

7,66

0,27

1,06

2,38

...

...

...

7,66

7,72

7,78

7,56

0,78

1,55

1,31

Thư mục tài liệu tham khảo

...

...

...

[2] QTNB - Cu:Mg/2018 Đất, đá quặng đồng - Xác định hàm lượng Magie (MgO) - Phương pháp chuẩn độ complexon;

[3] TCN 01-VII PTH/94 Đất đá quặng - Phương pháp xác định hàm lượng oxit canxi

[4] TCN 01-VIII PTH/94 Đất đá quặng - Phương pháp xác định hàm lượng oxit magie