TCVN11116:2015

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11116:2015 (ISO 3360:1976) về Axit phosphoric và natri phosphat sử dụng trong công nghiệp (bao gồm cả thực phẩm) - Xác định hàm lượng flo - Phương pháp đo quan phức alizarin và lantan nitrat TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11116:2015 ISO 3360:1976 AXIT PHOSPHORIC VÀ NATRI PHOSPHAT SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP (BAO GỒM CẢ THỰC PHẨM) - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG FLO - PHƯƠNG PHÁP ĐO QUANG PHỨC ALIZARIN VÀ LANTAN NITRAT Phosphoric acid and sodium phosphates for industrial use (including foodstuffs) - Determination of fluorine content - Alizarin complexone and lanthanum nitrate photometric method Lời nói đầu TCVN 11116:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 3360:1976. TCVN 11116:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC47 Hóa học biên soạn, T ổ ng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đ ề ngh ị , Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. AXIT PHOSPHORIC VÀ NATRI PHOSPHAT SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP (BAO GỒM CẢ THỰC PHẨM) - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG FLO - PHƯƠNG PHÁP ĐO QUANG PHỨC ALIZARIN VÀ LANTAN NITRAT Phosphoric acid and sodium phosphates for industrial use (including foodstuffs) - Determination of fluorine content - Alizarin complexone and lanthanum nitrate photometric method 1 Phạm vi áp dụng Ti ê u chuẩn này quy định phương pháp đo quang phức alizarin v à lantan nitrat để xác định hàm lượng flo c ó trong axit phosphoric và natri phosphat sử dụng trong công nghiệp (bao gồm cả thực phẩm). Phương pháp này được áp dụng cho sản phẩm có hàm lượng flo bằng hoặc lớn hơn 0,5 mg/kg, tính theo F. 2 Nguyên tắc Tách flo từ phần mẫu thử bằng cách chưng c ấ t hơi trong môi trường axit phosphoric. Tạo phức màu xanh giữa flo và thuốc thử h ỗ n hợp phức alizarin/lantan nitrat, tại pH xác định. Thêm axeton để tăng tính ổ n định của phức và độ nhạy của phương pháp. Đo quang phức tại bước sóng khoảng 600 nm. 3 Thuốc thử Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử có c ấ p tinh khi ế t phân tích có hàm lượng flo càng nhỏ càng tốt, và nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương. 3.1 Ax i t phosphoric, khối lượng riêng xấp xỉ 1,70 g/mL, khoảng 85 % (theo khối lượng). 3.2 Silic dioxit, dạng bột, được sấy khô trong tủ sấy tại nhiệt độ khoảng 150 o C trong 2 h. 3.3 Axeton. 3.4 Axit nitric, dung dịch khoảng 0,02 N. 3.5 Natr i hydroxit, dung dịch khoảng 0,2 N. 3.6 Thuốc thử màu hỗn hợp. 3.6.1 Dung dịch đệ m, pH 4,6. Hòa tan 5,9 g axit succinic (butanedioic) trong khoảng 300 mL nước và điều chỉnh pH đến 4,6 bằng dung dịch natri hydroxit, sử dụng dụng cụ đo pH. Pha lo ã ng đến 500 mL với nước. 3.6.2 Phức alizarin, dung dịch 0,88 g/L. Hòa 0,44 g alizarin trong 200 mL nước và vừa khuấy vừa th ê m từng lượng nhỏ dung d ị ch natri hydroxit 0,5 N cho đến khi ch ấ t rắn được hòa tan. Thêm 50 mL dung dịch đệm (3.6.1). Kiểm tra pH của dung dịch bằng dụng cụ đo độ pH và điều chỉnh để đ ạt từ 4,5 đến 4,8, nếu cần. Pha lo ã ng đến 500 mL và bảo quản tại nhiệt độ t ừ 0 o C đến 50 o C. CH Ú TH Í CH: Dung d ị ch này c ó đương lượng cao hơn một chút so với dung dịch lantan nitrat (3.6.3) đ ể đảm bảo tạo phức hoàn toàn với ion lantan hóa tr ị ba trong phép thử. 3.6.3 Lantan nitrat, dung dịch 0,86 g/L. Hòa tan 0,43 g lantan (III) nitrat hexahydrat [(La(N O 3 ) 3 .6H 2 O )] trong 500 mL nước. 3.6.4 Trộn các th ể t í ch b ằ ng nhau của dung dịch phức alizarin (3.6.2) và dung dịch lantan nitrat (3.6.3) khi sử dụng. 3.7 F lo, dung dịch t iê u chuẩn, tương ứng với 0,100 g F trong một l í t. Cân 0,2210 g natri florua, chính xác đến 0,0001 g, đã sấy trước tại nhiệt độ 105 o C trong 2 h và để nguội trong b ì nh hút ẩ m, cho vào trong cốc có dung t í ch 250 mL chứa kho ả ng 100 mL nước. Sau khi hòa tan, chuyển định lượng dung dịch vào bình định mức một vạch dung tích 1000 mL, pha lo ã ng đến vạch mức và lắc đều. 1 mL dung dịch ti ê u chuẩn này chứa 0,100 mg F. Bảo qu ả n dung dịch này trong b ì nh nhựa. 3.8 Flo, dung dịch ti ê u chuẩn, tương ứng với 1,00 mg F trong một l í t. Cho 10,0 mL dung dịch tiêu chu ẩ n flo (3.7) vào b ì nh định mức một vạch dung tích 1000 mL, pha loãng đến vạch mức và lắc đều. 1 mL dung dịch tiêu chuẩn này chứa 1 µ g F. Chu ẩ n b ị dung dịch này tại thời điểm sử dụng. 3.9 Phenolphtalein, dung dịch 1 g/L trong etanol 95 % (theo thể tích). 4 Thiết bị, dụng cụ Thiết b ị , dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm và 4.1 Thiết b ị chưng c ấ t hơi, bằng thủy tinh, có khả năng đảm bảo chưng cất và thu h ồ i flo hoàn toàn. V í dụ thiết bị phù hợp được minh họa trong Hình 1. 4.1.1 B ì nh tạo hơi , ví dụ b ì nh cổ rộng có dung tích khoảng 3000 mL, với nút đậy có ba ố ng thủy tinh [4.1.1 a) , b) và c)] đường kính trong khoảng 6 mm xuyên qua. a) ố ng cong thu hồi thẳng đứng, để đưa dòng hơi vào trong b ì nh chưng cất (4.1.2.1) (một đầu được nhúng ngập trong b ì nh chưng cất); b) ố ng điều chỉnh dòng hơi, đầu ra nối với ố ng cao su có kẹp đinh vít; c) ố ng an toàn, dài khoảng 1 m. 4.1.2 Th iế t b ị chưng c ấ t hơi làm từ thủy tinh borosi l icat , các khớp n ố i bằng thủy tinh nhám, gồm có: 4.1.2.1 B ì nh chưng c ấ t , dung tích danh nghĩa 250 mL, đáy tròn với cổ trung tâm và cổ bên cạnh được lắp nhiệt kế có lớp v ỏ b ả o vệ (glyxerin chứa trong lớp vỏ đảm bảo sự trao đổi nhiệt). 4.1.2.2 Cột chưng cất Vigreux, khoảng cách giữa vạch chia đầu tiên, vạch chia cuối c ù ng của cột là 120 mm. 4.1.2.3 Ố ng sinh hàn Graham, chiều cao thực khoảng 400 mm. 4.1.3 Nhiệt kế , dải đo từ 0 o C đến 200 o C. CH Ú THÍCH: Hiệu su ấ t của thiết bị sử dụng ph ả i được kiểm tra trước bằng phép thử với th ể tích dung dịch tiêu chu ẩ n flo (3.7) đã biết. Đi ề u đ ó là cần thiết, đặc biệt khi xác định hàm lượng flo ở mức th ấ p, đ ể ổ n định thi ế t bị mới hoặc thiết bị c ó một bộ phận mới, thực hiện khoảng 12 l ầ n chưng c ấ t với mẫu thử flo đ ể đưa bề mặt thủy tinh đến trạng thái cân bằng với flo. V í dụ, các chưng c ấ t có th ể thực hiện với một hỗn hợp 30 mL axit phosphoric (3.1), 0,75 g silic diox i t (3.2) và 1 g florapatit t ự nhi ê n (phosphat Ma-rốc). Đối với phép xác định, trước khi sử dụng thiết b ị ph ả i xử l ý bằng cách chưng c ấ t mẫu tr ắ ng hai l ầ n liên tiếp đ ể đạt được đi ề u kiện ổ n định. Lượng flo t ì m th ấ y không được lớn hơn trong phép thử trắng thông thường, sử dụng thiết bị đ ã biết ở đi ề u kiện ổ n định. 4.2 Thiết bị quang ph ổ , hoặc 4.3 Thiết b ị h ấ p thụ quang điện, trang b ị bộ lọc cho phép độ truyền qua cực đại tại bước sóng 600 nm. H ì nh 1 - Thiết b ị chưng c ấ t (4.1) 5 Cách tiến hành 5.1 Phần mẫu thử Cân lượng mẫu thử chứa không nhiều hơn 1 mg F, chính xác đến 1 %. Trong trường hợp của axit phosphoric, khối lượng phần mẫu thử không được vượt quá 50 g. CH Ú TH Í CH: Nếu nồng độ f l o (F) trong sản ph ẩ m lớn hơn 1 g/kg, pha loãng d ung dịch th í ch hợp t ừ phần mẫu thử và lấy một phần trong đ ó chứa không nhi ề u hơn 1 mg F. 5.2 Phép thử trắng Tại cùng thời điểm xác định, thực hiện phép thử trắng, trong cùng một đi ề u kiện, sử dụng cùng một lượng tất cả các thuốc thử để xác định và lấy cùng một phần trong đó đ ể tạo màu. 5.3 Chưng c ấ t flo Rót 40 mL nước và 10 mL dung dịch natri hydroxit (3.5) vào bình định mức một vạch dung t í ch 500 mL, làm hỗn hợp chưng cất. Cho phần mẫu thử (5.1) vào b ì nh chưng cất (4.1.2.1). Nếu trường hợp phosphat th ì thêm khoảng 0,75 g silic dioxit (3.2) và hoặc 30 mL dung dịch axit phosphoric (3.1); hoặc trong trường hợp s ả n phẩm được ph â n tích là axit phosphoric th ì l ấ y một thể t í ch axit phosphoric (3.1) sao cho lượng tổng axit phosphoric bằng 45 g axit ortophosphoric (H 3 PO 4 ). Dùng khoảng 5 mL nước, tráng bên trong thành b ì nh chưng cất (4.1.2.1). Rót một vài mililit glycerin vào trong vỏ nhiệt kế, đặt nhiệt kế (4.1.3) vào trong bình, lắp thiết b ị (4.1) và bắt đầu thực hiện tuần hoàn nước trong ống sinh hàn (4.1.2.3). Gia nhiệt b ì nh chưng c ấ t (4.1.2.1) và b ì nh tạo hơi (4.1.1), n ếu sử dụng thiết b ị được mô tả. Dừng c ấ p hơi cho b ì nh chưng c ấ t (4.1.2.1) cho đến khi nhiệt độ dung dịch trong b ì nh đạt 138 o C đến 139 o C, tại thời điểm bắt đầu diễn ra quá trình chưng cất. Duy tr ì dung dịch trong khi chưng cất tại nhiệt độ (139 ± 3) o C. Chưng c ấ t khoảng 400 mL, thu gom hỗn hợp chưng cất vào b ì nh định mức, pha lo ã ng đến vạch mức và lắc đều. CHÚ TH Í CH: Thực tế cho th ấ y, sự có mặt của nhôm, nguyên t ố có khả năng tạo phức với flo, ở ngư ỡ ng 0,5 g kh ô ng gây nhiễu cho phép xác định. 5.4 Chuẩn b ị đường chuẩn 5.4.1 Chuẩn b ị dung dịch đo màu tiêu chuẩn Để thực hiện đo quang sử dụng cuvet có chiều dài quang từ 4 cm đến 5 cm. L ấ y một loạt năm b ì nh định mức một vạch dung tích 50 mL, cho th ể tích dung dịch ti ê u chu ẩ n flo (3.8) theo B ả ng 1. Bảng 1 - Th ể t í ch của dung dịch ti ê u chuẩn flo Dung d ị ch t iê u chuẩn flo (3.8) Khối lượ n g tương ứng của flo mL µg 0 * 0 5,0 5,0 10,0 10,0 15,0 15,0 20,0 20,0 * Dung dịch b ổ ch í nh Thèm vào mỗi b ì nh một lượng nước cần thiết để đạt thể tích 20 mL và sau đó th ê m 0,1 mL dung dịch phenolphtalein (3.9). Đi ề u chỉnh màu của dung dịch đến màu hồng bằng cách th ê m dung dịch natri hydroxit (3.5) v à sau đó làm nhạt màu bằng cách thêm dung dịch axit nitric (3.4). Th ê m 5 mL dung dịch đệm (3.6.1), 10 mL thuốc thử màu hỗn hợp (3.6) và 10 mL axeton (3.3), pha loãng đến vạch mức và l ắ c đều. 5.4.2 Phép đo quang Sau khi dung dịch (5.4.1) để yên trong khoảng 20 min, d ù ng quang phổ k ế (4.2) thực hiện phép đo quang tại bước sóng khoảng 600 nm, hoặc sử dụng thi ế t b ị hấp thụ quang điện (4.3) lắp bộ lọc th í ch hợp, sau đó điều chỉnh thiết bị và h ệ s ố hấp thụ zero theo dung dịch b ổ ch í nh. 5.4.3 Dựng đường chuẩn V ẽ đ ồ th ị , ví dụ, trục ho à nh là kh ố i lượng microgam F có trong 50 mL dung dịch đo màu tiêu chuẩn và trục tung là độ hấp thụ quang được hi ệ u chính tương ứng. 5.5 Phép xác đ ị nh 5.5.1 Tạo màu Rót một thể tích không lớn hơn 20 mL dung dịch nhận được trong 5.3, chứa ít hơn 20 µ g F, vào b ì nh định mức một vạch dung tích 50 mL. Thêm, nếu cần , lư ợ ng nước c ầ n thi ế t để đạt thể tích 20 mL, và sau đ ó thêm 0,1 mL dung dịch phenolphtalein (3.9). Đi ề u chỉnh màu của dung dịch đến kh ô ng màu bằng cách th ê m dung dịch axit nitric (3.4). Thêm 5 mL dung dịch đệm (3.6.1), 10 mL thuốc thử màu hỗn hợp (3.6) và 10 mL axeton (3.3), pha lo ã ng đến vạch mức và lắc đều. 5.5.2 Phép đo quang Thực hiện phép đo quang trong dung dịch thử nghiệm theo quy tr ì nh được quy định trong 5.4.2, sau đó đi ề u chỉnh thiết bị về hệ số hấp thụ zero theo dung dịch b ổ chính. 6 Biểu thị kết quả Từ đường chu ẩ n (5.4.3), xác định khối lượng flo (F) tương ứng với giá trị của phép đo quang trong dung dịch thử nghiệm (5.5.2) và trong dung dịch phép thử trắng (5.2). Hàm lượng flo (F), tính bằng miligam trên kilogam, theo công thức sau: trong đó m 0 là khối lượng phần mẫu thử (5.1), t í nh bằng gam; m 1 l à khối lượng flo thu được trong một phần dung dịch thử nghiệm l ấ y để tạo màu, t í nh bằng microgam; m 2 là khối lượng flo thu được trong một phần dung dịch phép thử trắng lấy để tạo màu, t í nh bằng microgam; V là th ể tích một phần mẫu thử của dung dịch thử nghiệm v à dung dịch trắng lấy để tạo màu, t í nh bằng mililit. 7 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm bao gồm í t nh ấ t các th ô ng tin sau: a) Viện dẫn phương pháp sử dụng: b) K ế t quả thử nghiệm và đơn v ị t í nh được sử dụng; c) Mọi d ấ u hiệu bất thư ờ ng ghi nhận trong quá trình xác định; d) Thao tác bất kỳ không bao g ồ m trong tiêu chuẩn này hoặc lựa chọn t ù y ý . Phụ lục A (Tham khảo) Các tiêu chuẩn liên quan đến axit phosphoric và natri phosphat sử dụng trong công nghiệp Axit phosphoric TCVN 11114 (ISO 2997), Xác định hàm lượng sulfat - Phương pháp khử và chuẩn độ. TCVN 11116 (ISO 3360), X á c đ ịnh hàm l ượ ng f l o - Phương pháp đo quang ph ứ c a liz al i n và lantan n a rat. TCVN 11117 (ISO 3707), X á c định hàm lượng canxi - Phương ph á p hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. TCVN 11118 (ISO 4285), Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu. ISO 847, Determination of sulphate content - Titr i metr i c method (X á c định hàm lượng sulfat - Phương ph á p chu ẩ n độ). ISO 848, Determination of calcium content - Titrimetric method (Xác đị nh hàm lượng canxi - Phương ph á p chu ẩ n độ). ISO 849, Determination of iron content - 2,2-Bipyridyl spectrophotometr i c method (Xác định hàm lượng sắt - Phương ph á p quang ph ổ kế 2,2’-Bipyr i dyl). ISO 3359, Determination of arsenic content - Silver diethydithiocarbamate photometric method (Xác định hàm lượng asen - Phương ph á p đo quang bạc dietyldithiocacbamat). ISO 3361, Determination of soluble silica content - Reduced molybdosilicate spectrophotometric method (X á c định hàm lượng silic dioxit hòa tan - Phương ph á p quang phổ kế khử molybdosilicat). ISO 3706, Determination of total phosphorus (V) oxide content - Quynoline phosphomolybdate gravimetric method (X á c định hàm lượng oxit phospho (V) tổng - Phương pháp khối lượng phosphomolybdat Quynoline). ISO 3708, Determination of chloride content - Potentiometric method (X á c định hàm lượng clorua - Phương ph á p đo điện thế). ISO 3709, Determination of nitrogen oxides content - 3,4 Xylenol spectrophotometric method (X á c định hàm lượng các oxit nitơ - Phương pháp quang phổ kế 3,4 Xylenol). Natr i phosphat TCVN 11116 (ISO 3360), X á c định hàm lượng f lo - Phương pháp đo quang ph ứ c alizalin và lantan nitrat .