Tiêu chuẩn TCVN 13950-7:2024 về Xác định hàm lượng thủy ngân trong phần bột của Sơn - Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa

• Số hiệu: TCVN13950-7:2024
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2024

6.1.2  Đo quang phổ

6.1.2.1  Lắp đặt các cuvet đo mẫu (5.2) và đèn thủy ngân (5.3) vào máy đo quang phổ (5.1) và tối ưu hóa điều kiện để xác định thủy ngân. Điều chỉnh thiết bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất và điều chỉnh nguồn sáng đơn sắc tới vùng bước sóng 253,7 nm để đạt được độ hấp thụ cao nhất. Nối lưu lượng kế (5.8), bơm (5.9), bình phản ứng (5.10) và cuvet (5.2) bằng ống nối đàn hồi có độ dài nhỏ nhất (5.12) như trong hình 2.

CHÚ THÍCH - Một hệ đo kín có thể được sử dụng trong đó thủy ngân được tuần hoàn bằng máy bơm. Điều này sẽ có hiệu quả đặc biệt để ngăn cản hơi thủy ngân thoát ra bằng các hợp chất gây nhiễu, ví dụ như ion bromide.

6.1.2.2  Bật bơm và di chuyển van 4 chiều tới vị trí mở (cho dòng khí qua). Điều chỉnh van kim hoặc mở van điều tiết khí tới tốc độ dòng chảy phù hợp (ví dụ 1 L/phút). Cài đặt bộ ghi (5.4) tới vùng thích hợp. Điều chỉnh số 0 của máy ghi tới vị trí phù hợp trên biểu đồ và kiểm tra độ trôi của đường nền và độ nhiễu (xem 6.1.2.4).

6.1.2.3  Ngắt bình phản ứng và sử dụng pipet (5.18) lấy 5 mL dung dịch chuẩn Số 5 cho vào bình. Dùng pipet (5.18) thêm 1 mL dung dịch tin(II)chloride (4.2), lắc đều và ngay lập tức kết nối lại bình phản ứng, đảo ngược van 4 chiều để cho phép hơi thủy ngân được thoát qua cuvet.

6.1.2.4  Píc sẽ được ghi nhận trên biểu đồ ghi và bằng cách điều chỉnh bộ ghi thế và tốc độ dòng chảy, sao cho đọc được chiều cao của píc đến một nửa của toàn bộ thang đo. Đảm bảo rằng píc có độ sắc nét, lặp lại quá trình nếu cần kiểm tra để điều chỉnh.

Trả lại khóa về vị trí mở và lặp lại quá trình với 5 mL dung dịch chuẩn còn lại.

CHÚ THÍCH - Nếu cần thiết lặp lại thử nghiệm ban đầu vài lần sử dụng dung dịch chuẩn Số 5 để đạt được điều kiện tối ưu hệ thống.

6.1.3  Đồ thị đường chuẩn

...

...

...

Ngoài khoảng này, đường chuẩn sẽ lệch một chút so với đường tuyến tính.

CHÚ THÍCH - Bất kỳ phần nào của thiết bị bị nhiễm bẩn với dung môi hữu cơ chứa vòng thơm có thể dẫn tới kết quả sai lệch cao do độ hấp thụ của các dung môi này trong vùng bước sóng 254 nm.

6.2  Dung dịch thử

6.2.1  Phần bột của sơn lỏng và sơn ở dạng bột

6.2.1.1  Sử dụng các dung dịch thu được theo quá trình mô tả 8.2.3 trong ISO 6713.

Cần thực hiện quá trình oxy hóa 2 lần.

Lấy 5 mL của mỗi dung dịch thử nghiệm vào từng bình định mức 1 vạch 100 mL (5.17). Thêm vào mỗi bình 50 mL axit sulfuric (4.3), sau đó thêm 10 mL dung dịch potassium permanganate (4.5). Để yên tối thiểu 2 h hoặc có thể qua đêm để chắc chắn thủy ngân trong dung dịch là Hg(II). Sau giai đoạn này, thêm 2 mL dung dịch hydroxylammonium clorua (4.6) và lắc nhẹ để đạt được dung dịch gần như không màu, trong. Pha loãng bằng axit sulfuric (4.3) tới vạch định mức và lắc đều.

Giữ lại dung dịch này để xác định hàm lượng thủy ngân trong phần bột của sơn.

6.2.1.2  Tiến hành quá trình thử nghiệm 6.2.1.1 trong 2 lần trên 5 mL dung dịch lấy từ dung dịch mẫu trắng thu được từ quá trình mô tả theo 8.4 trong ISO 6713.

...

...

...

6.2.2  Phần lỏng của sơn

CHÚ THÍCH - Quá trình sau chỉ được thực hiện nếu phần lỏng đạt được từ sơn gốc nước.

6.2.2.1  Kết hợp các phần lỏng thu được theo 6.4.2 (phương pháp B) trong ISO 6713, tốt nhất sử dụng axeton đối với tất cả các quá trình chiết tách. Tổng dung tích axeton sử dụng là 500 mL trong một bình định mức 1 vạch và lắc đều.

CHÚ THÍCH - Đối với sơn có hàm lượng bột độn cao thì không cần thiết để chiết tách một lượng lớn sơn như vậy. Trong trường hợp này, tổng thể tích chất lỏng sử dụng sẽ ít hơn 500 mL. Nếu điều này xảy ra, có thể chấp nhận tổng thể tích nhỏ hơn nhưng cần phải điều chỉnh tỷ lệ tương ứng lấy ra để thử nghiệm và tính toán (xem 7.1.2).

6.2.2.2  Dùng pipet lấy 25 mL dung dịch kết hợp (6.2.2.1) vào bình đáy tròn 100 mL có cổ thủy tinh phù hợp với thiết bị bay hơi (5.14). Gắn bình vào thiết bị bay hơi và điều chỉnh tốc độ khoảng 150 vòng/ phút. Để tăng tốc độ bay hơi, đặt một bể nước (5.15) duy trì nhiệt độ (45 ± 5) °C phía dứa bình và tiếp tục làm bay hơi cho đến khi không còn giữ lại phần bay hơi trong bình. Bỏ bình ra khỏi thiết bị bay hơi, làm khô bên ngoài với một miếng giấy sạch và cân lại khối lượng để xác định được hàm lượng phần không bay hơi.

CHÚ THÍCH - Cần sử dụng chân không đối với thiết bị cất quay để tạo điều kiện loại bỏ những dung môi có nhiệt độ sôi cao hơn.

6.2.2.3  Tiến hành lặp lại hai lần với quá trình sau

Đặt 20 mg của phần không bay hơi (6.2.2.2) vào viên nang gelatin (5.13) và đóng kín ngay lại. Cân khối lượng viên nang và phần mẫu thử chính xác đến 0,1 mg.

Đặt viên nang đã cân vào ngăn chứa phần thử nghiệm (5.6) (xem Hình 1). Đưa ôxi (4.1) vào bình đốt ở áp suất khí quyển, sử dụng buret 10 mL (5.16) lấy 3 mL axit nitric (4.4) đưa vào phần mẫu trong ngăn chứa và làm kín khí ở khớp nối thủy tinh. Gắn máy phát tia lửa điện (5.7) vào dây dẫn điện của giá đỡ mẫu (xem Hình 3), đặt thiết bị đằng sau màn hình an toàn và bật điện áp cao để kích hoạt tia lửa điện và đốt cháy phần mẫu thử nghiệm.

...

...

...

Giữ phần hàm lượng còn lại sau khi đốt trong bình thủy tinh đậy kín có dung tích khoảng 25 mL.

6.2.2.4  Sử dụng pipet lấy 5 mL của mỗi dung dịch thu được từ 6.2.2.3 vào bình định mức 100 mL, pha loãng với axit sulfuric (4.3) đến vạch và lắc đều.

Giữ lại dung dịch này để xác định hàm lượng thủy ngân trong phần lỏng của sơn.

CHÚ THÍCH - Do đây là kết quả đốt cháy của phần thử nghiệm trước đó nên không cần thiết phải oxi hóa với potassium permanganate.

6.2.2.5  Tiến hành quay bay hơi 25 mL phần axeton sử dụng để tạo thành phần dung dịch lỏng kết hợp trong 6.2.2.1. Giữ lại phần này làm dung dịch trắng đối với phần lỏng của sơn.

CHÚ THÍCH - Dung môi chưng cất lại có chất lượng tốt phải không có thủy ngân và nếu điều này đạt được thì quá trình đưa ra trong 6.2.2.5 có thể bỏ qua. Nếu có cặn sau quá trình quay bay hơi, cần phải chuẩn bị dung dịch mẫu trắng theo mô tả trong 6.2.2.1, 6.2.2.3 và 6.2.2.4.

6.2.3  Các dung dịch khác

Sử dụng dung dịch thử nghiệm thu được theo những yêu cầu khác hoặc thỏa thuận giữ các bên liên quan. Thực hiện quá trình theo mô tả trong 6.2.1.1 bao gồm cả quá trình oxi hóa nếu thủy ngân đã được chuyển đổi thành Hg(II).

Chuẩn bị dung dịch trắng theo quy trình tương tự nhưng bỏ qua dung dịch thử.

...

...

...

6.3.1. Tiến hành đo trên mỗi dung dịch thử nghiệm (6.2.1.1, 6.2.2.4 hoặc 6.2.3).

6.3.2  Dùng pipet lấy một lượng thể tích dung dịch (6.3.1) vào bình phản ứng (5.10) sao cho giá trị píc đọc được nằm trên tọa độ của đồ thị đường chuẩn. Sử dụng pipet thêm vào 1 mL dung dịch tin(II) chloride (4.2) và trộn đều, ngay lập tức ngắt bình phản ứng. Đảo ngược van 4 chiều để cho phép dòng hơi thủy ngân đi qua để vào cuvet.

Ghi lại pic đọc được (ví dụ: cả chiều cao và diện tích píc, xem 6.1.3), trừ kết quả đọc được cho dung dịch mẫu trắng. Xác định nồng độ thủy ngân từ đồ thị đường chuẩn.

Nếu kết quả thu được của dung dịch thử là cao hơn so với dung dịch chuẩn có hàm lượng thủy ngân cao nhất (đó là dung dịch Số 5), pha loãng dung dịch thử ở tỷ lệ thích hợp (hệ số pha loãng F) với thể tích axit sulfuric đã biết (4.3) trước khi lặp lại quá trình xác định.

6.3.3  Tiến hành đo mẫu trắng ngay sau khi đo dung dịch thử theo quá trình tương tự, sử dụng các dung dịch thích hợp đạt được theo 6.2.1.2, 6.2.2.5 hoặc 6.2.3.

6.3.4  Tính giá trị trung bình của các lần đọc trùng lặp. Nếu giá trị đọc khác so với giá trị trung bình lớn hơn 20 %, lặp lại quá trình xác định.

7  Biểu thị kết quả

7.1  Phần bột của sơn lỏng

Tính khối lượng của thủy ngân “hòa tan” trong axit hydrochloric chiết tách đạt được theo phương pháp 8.2.3 trong ISO 6713 theo công thức sau:

...

...

...

trong đó,

a₀ là nồng độ thủy ngân trong dung dịch mẫu trắng được chuẩn bị bằng phương pháp theo 8.4 trong ISO 6713, tính bằng μg/mL;

a₁ là nồng độ thủy ngân trong dung dịch mẫu thử tính được từ đồ thị đường chuẩn, tính bằng μg/mL;

F₁ là hệ số pha loãng được đề cập trong 6.3.2;

m₀ là khối lượng của thủy ngân “hòa tan” trong axit HCl chiết tách, tính bằng g;

V₁ là thể tích của axit HCl và ethanol sử dụng cho quá trình chiết tách theo quy trình 8.2.3 trong ISO 6713 (= 77 mL), tính bằng mL.

V₃ là thể tích của dung dịch thử đã được xử lý lấy bằng pipet vào bình phản ứng theo 6.3.2, tính bằng mL.

Tính hàm lượng thủy ngân “hòa tan” trong phần bột của sơn lỏng theo phương trình sau:

...

...

...

c_Hg1 là hàm lượng thủy ngân “hòa tan” trong phần bột của sơn lỏng, được tính bằng phần trăm khối lượng của sơn;

m₁ là khối lượng của dung dịch mẫu thử đã được chuẩn bị theo 8.2.3 trong ISO 671, tính bằng g;

P là hàm lượng phần bột trong sơn lỏng thu được theo phương pháp chuẩn bị trong mục 6 của ISO 6713, tính bằng phần trăm khối lượng.

7.2  Phần lỏng của sơn

Tính khối lượng của thủy ngân trong phần lỏng của sơn (xem 6.2.2) đạt được theo 6.4.2 (phương pháp B) trong ISO 6713 theo công thức sau:

trong đó,

b₀ là hàm lượng thủy ngân trong dung dịch mẫu trắng (6.3.4), tính bằng μg/L;

b₁ là hàm lượng thủy ngân trong dung dịch thử tính được từ đồ thị đường chuẩn, tính bằng μg/mL;

...

...

...

m₂ là khối lượng thủy ngân trong phần lỏng của sơn, tính bằng g;

m₃ là tổng khối lượng phần không bay hơi theo 6.2.2.2, tính bằng g;

m₄ là khối lượng phần không bay hơi của mẫu thử theo 6.2.2.3, tính bằng g;

V_tot là thể tích của chất lỏng chuẩn bị theo 6.2.2.1, tính bằng mL;

V₂ là thể tích của dung dịch sau khi đốt cháy (6.2.2.3), tính bằng mL.

Tính hàm lượng thủy ngân phần lỏng của sơn theo công thức sau:

trong đó,

C_Hg2 là hàm lượng thủy ngân trong phần lỏng của sơn, tính bằng phần trăm khối lượng của sơn;

...

...

...

7.3  Sơn lỏng

Tính tổng hàm lượng thủy ngân “hòa tan” của sơn lỏng là tổng của các kết quả đạt theo 7.1 và 7.2 như sau:

c_Hg3 = c_Hg1 + c_Hg2

trong đó,

c_Hg3 là tổng hàm lượng thủy ngân “hòa tan”, tính bằng phần trăm khối lượng.

7.4  Sơn bột

Tính tổng hàm lượng thủy ngân “hòa tan” trong sơn bột bằng cách sửa đổi thích hợp công thức tính trong phần 7.1.

7.1.5  Các dung dịch thử khác

Nếu các dung dịch thử nghiệm được chuẩn bị theo các phương pháp khác so với phương pháp đưa ra trong ISO 6713 (xem 6.2.3) thì cần phải sửa đổi công thức tính hàm lượng thủy ngân đưa ra trong 7.1 và 7.2.

...

...

...

Kết quả thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:

a) Loại và dấu hiệu nhận biết của sản phẩm thử nghiệm.

b) Viện dẫn tiêu chuẩn này.

c) Phương pháp khi chiết phần rắn của sản phẩm dưới điều kiện thử nghiệm theo Điều 6 (phương pháp A, B hoặc C) của ISO 6713, hoặc phương pháp thích hợp.

d) Dung môi hoặc hỗn hợp dung môi sử dụng khi chiết tách, hoặc những thay đổi thích hợp.

e) Kết quả thử nghiệm, biểu thị bằng phần trăm khối lượng của sản phẩm: Hoặc

- Hàm lượng thủy ngân “hòa tan” trong phần bột của sơn, hàm lượng thủy ngân trong phần lỏng của sơn và tổng hàm lượng thủy ngân “hòa tan” của sơn lỏng.

Hoặc

- Tổng hàm lượng thủy ngân “hòa tan” của sơn bột.

...

...

...

g) Ngày thử nghiệm.

Kích thước tính theo mm

Hình 1 - Bộ điều chỉnh nung

Hình 2 - Ví dụ về sơ đồ thiết bị xác định thủy ngân bằng phổ hấp thụ nguyên tử

Hình 3 - Mô hình chung về thiết bị đốt

...

...

...

Lời giới thiệu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Nguyên tắc

4  Hóa chất và vật liệu

5  Thiết bị, dụng cụ

6. Cách tiến hành

7  Biểu thị kết quả