TCVN11402:2016

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11402:2016 về Phân bón - Xác định hàm lương kẽm ở dạng chelat bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 11402:2016 PHÂN BÓN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM Ở DẠNG CHELAT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA Fertilizers - Determination of chelated zinc content by flame atomic absorption spectrometry Lời nói đầu TCVN 11402:2016 do Viện Thổ nhưỡng Nông h óa biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. PHÂN BÓN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM Ở DẠNG CHELAT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ H Ấ P THỤ NGUYÊN T Ử NGỌN L Ử A Fertilizers - Determination of chelated zinc content by flame atomic absorption spectrometry 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng kẽm ở dạng che l at trong phân bón bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa . 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng 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 đ ổ i, bổ sung (nếu có). - TCVN 4851:1989 (ISO 3696 -1987), Nước dùng cho phân tích trong ph ò ng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử. - TCVN 9297:2012, Phân bón - Phương pháp xác định độ ẩ m. - TCVN 10683:2015 (ISO 8358:1991), Phân bón rắn - Phương ph á p chuẩn bị mẫu để x á c định các chỉ tiêu hóa học và vật lý. 3 Thuật ngữ và định nghĩa Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau: 3.1 Kẽm ở dạng chelat (Chelated zinc) Hợp chất phức của nhiều ph ố i tử hữu cơ với nguyên tử trung tâm kẽm. 4 Nguyên tắc Mẫu phân bón có chứa kẽm ở dạng chelat được xử lý với dung dịch amoni sulfua (NH 4 ) 2 S trong môi trường đệm amoni axetat (N H 4 CH 3 CO O ) c ó pH = 7 để tạo kết tủa ZnS. Loại bỏ kết tủa, vô cơ hóa dung dịch kẽm ở dạng chelat thu được và xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. 5 Thuốc thử Trừ khi có quy định khác, trong quá trình phân tích ch ỉ sử dụng hóa chất, thuốc thử có cấp tinh khiết phân tích và tinh khiết phân tích quang phổ, sử dụng nước có cấp tinh khiết phù hợp TCVN 4851:1989 (ISO 3696:1987) hoặc nước có cấp tinh khiết tương đ ương. 5.1 Axit nitric (HNO 3 ), 65 %; d = 1,42 g/m l . 5.2 Axit clohydric (HCI), 37 %; d = 1,18 g/ml. 5.3 Dung dịch amoni sulfua (NH 4 ) 2 S; d = 68,15 mg/l. 5.4 Amoni axetat (NH 4 CH 3 COO), tinh thể. 5.5 Dung dịch amon i hydroxit (NH 4 OH), 25 %: d = 0,91 mg/l . 5.6 Dung dịch amoni hydroxit (NH 4 OH), 10 %. Thêm 400 ml dung dịch amoni hydroxit (NH 4 OH) 25 % (5.5) vào bình định mức có dung tích 1000 ml đã chứa sẵn khoảng 500 ml nước, thêm nước đến vạch mức, lắc đều. 5.7 Dung dịch axit clohydr i c (HCI), 10 %. Thêm 270 ml axit clohydric (HCI) đậm đặc (5.2) vào b ì nh định mức có dung tích 1000 ml đã chứa sẵn khoảng 500 ml nước, đ ể nguội và thêm nước đến vạch mức, lắc đều. 5.8 Dung dịch axit clohydric (HCI), 1 %. Lấy 100 ml dung dịch HC l 10 % (5.7) vào bình định mức dung tích 1000 ml đã chứa sẵn khoảng 500 ml nước, để nguội và thêm nước đến vạch mức, lắc đều. 5.9 Dung dịch đệm amon i axetat (NH 4 CH 3 COO), 1 mol/l (pH = 7). Hòa tan 77,08 g amoni axetat NH 4 CH 3 COO (5.4) vào bình định mức có dung tích 1000 ml đã chứa sẵn khoảng 400 ml nước, sau đó thêm nước đến kho ả ng 950 ml. Lắc đều, kiểm tra độ pH của dung dịch bằng thiết bị đo pH (6.13) và thêm dung dịch amoni hydroxit NH 4 OH 10% (5.6) hoặc HC l 10 % (5.7) cho đến pH =7. Thêm nước đến vạch mức, lắc đều. 5.10 Dung dịch phân hủy mẫu Pha hỗn hợp axit nitric (HNO 3 ) 65 % (5.1) và axit clohydric (HCI) 37 % (5.2) tỷ lệ 1:3 theo thể tích (Pha ngay trước khi sử dụng). 5.11 Dung d ịch chuẩn gốc kẽm, 1000 mg/l. 5.12 Dung d ị ch chuẩn kẽm, 50 mg/l. Dùng pipet lấy 5 ml dung dịch chuẩn gốc kẽm 1000 mg/l (5.11) cho vào bình định mức dung tích 100 ml, thêm dung dịch axit cl ohydric (HCI) 1 % (5.8) tới vạch định mức, lắc đều. 5.13 Dãy dung dịch chuẩn kẽm, nồng độ từ 0 mg/l đến 5 mg/l. Pha dãy dung dịch chuẩn kẽm trong axit c l ohydric (HCI) 1 %. Sử dụng bảy bình đ ị nh mức dung tích 100 ml, cho vào mỗi b ì nh thứ tự số mililit dung dịch chuẩn kẽm 50 mg/l (5.12), dung dịch axit clohydric (HCl) 1 % (5.8) vừa đủ 100 ml, lắc đều. Dãy dung dịch chuẩn kẽm (xem Bảng 1). Bảng 1 - Dãy dung dịch chuẩn kẽm nồng độ từ 0 m g/l đến 5 mg/I Số hiệu bình S 0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 Thể tích dung dịch chuẩn kẽm (5:12) lấy vào mỗi bình (ml) 0 1 2 4 6 8 10 Thể tích dung dịch axit clohydric (HCI) 1 % (5.8) (ml) 100 99 98 96 94 92 90 Nồng độ dung dịch tiêu chuẩn kẽm thu được (mg/l) 0,00 0,50 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 Dung dịch chuẩn kẽm (5.12) chỉ nên sử dụng trong khoảng 20 ngày kể từ ngày pha. Dãy dung dịch tiêu chuẩn (5.13) chỉ sử dụng trong một ngày sau kh i pha. 6 Thiết bị và dụng cụ Sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm và các thiết bị, dụng cụ như sau: 6.1 Quy định chung T ấ t cả các b ì nh thủy tinh phải được làm sạch trước khi sử dụng xác đ ị nh nguyên tố kẽm, có thể bằng cách ngâm trong dung dịch axit nitric (HN O 3 ) 5 % (v/v) í t nhất 6 h, sau đó xúc rửa bằng nước và tráng lạ i bằng nước trước khi dùng. 6.2 Cân phân tích, có độ chính xác 0,0001 g. 6.3 Thiết bị phân hủy mẫu, có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ. 6.4 Máy quang ph ổ hấp thụ nguyên tử, phải được trang bị đèn catốt rỗng hoặc đèn phóng điện không cực phù hợp với nguyên tố kẽm hay có thể dùng đèn phổ liên tục c ó biến điệu, hệ thống hiệu chỉnh nền, một đầu đốt th í ch hợp với ngọn lửa không khí/axelylen. 6.5 Bình tam giác, có dung tích 100; 250 ml. 6.6 Bình định mức, có dung tích 50; 100; 1000 m l . 6.7 Phễu lọc, đường kính từ 6 cm đến 10 cm. 6.8 Pipet, dung tích 1; 2; 5; 10 m l , có độ chính xác 0,01 ml. 6.9 Cốc chịu nhiệt, có dung tích 100 m l . 6.10 Bình phân h ủ y mẫu, dung tích 100 ml. 6.11 Ố ng đ ong, dung tích 250 ml. 6.12 Giấy lọc, cỡ lỗ 10 20 µpm. 6.13 pH mét 6.14 Đũa thủy tinh 6.15 Thiết bị cách thủy 7 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu 7.1 Phân bón dạng rắn Mẫu được chuẩn b ị theo TCVN 10683:2015 (ISO 8358:1991). 7.2 Phân bón dạng lỏng 7.2.1 Dạng dung dịch Mẫu thử dạng dung dịch đựng trong chai hoặc lọ trước khi tiến hành lấy mẫu phải được lắc đều, sau đó lấy mẫu ban đầu ít nhất 50 ml, lắc đều mẫu ban đầu và tiến hành lấy mẫu thực hiện phép thử. 7.2.2 Dạng lỏng sền sệt Mẫu thử dạng lỏng sền sệt đựng trong chai hoặc lọ trước khi tiến hành lấy mẫu phải được trộn đ ề u, sau đ ó lấy mẫu ban đầu ít nhất 200 g, dùng đũa thủy tinh trộn đều mẫu ban đầu và tiến hành l ấ y mẫu thực hiện phép thử. 8 Cách tiến hành 8.1 Tách kẽm chelat 8.1.1.1 Cân kho ả ng 0,5 g đến 2 g mẫu đã được chu ẩ n bị (7.1 và 7.2.2), ch í nh xác đến ± 0,0001 g hoặc hút khoảng 2 ml đ ế n 3 ml mẫu đã được chuẩn bị (7.2.1) bằng pipet, ch í nh xác đến ± 0,01 ml. 8.1.1.2 Cho mẫu vào cốc dung tích 100 ml (6.9) có chứa sẵn khoảng 30 ml dung dịch đệm amon i axetat (5.9) dùng đũa thủy tinh khuấy đều trong 5 min để hòa tan hết kẽm ở dạng chelat. 8.1.1.3 Đun cách thủy dung d ị ch mẫu đến nhiệt độ khoảng 50 °C, nh ỏ từng giọt a m oni sulfua (NH 4 ) 2 S (5.3) vào dung dịch mẫu, vừa nh ỏ vừa dùng đũa thủy tinh khuấy đều dung dịch mẫu đến khi ngừng tạo th ê m kết tủa có màu tối, cho dư thêm hai giọt amoni sulfua (NH 4 ) 2 S (5.3). Lọc dung dịch qua giấy lọc cỡ lỗ 10 - 20 µm (6.12) vào b ì nh phân h ủ y mẫu (6.10) và rửa bằng nước đến khi hết ion S 2- . Nhỏ và i giọt nước rửa mẫu vào dung dịch muối kẽm II tan trong nước nếu không thấy xu ấ t hiện kết tủa th ì khi đ ó đã rửa hết ion S 2- . Sau khi kết thúc quá trình lọc và r ử a, dung dịch mẫu thu được chính là dung d ị ch kẽm ở dạng chelat, cô cạn dung dịch mẫu cho đến sền sệt thì đem đi phân hủy (8.2). 8.1.2 M ẫ u trắng Ph ả i chuẩn bị đồng thời hai mẫu trắng và tiến hành các bước tương tự như mẫu thử (8.1.1.1 đến 8.1.1.3). 8.2 Phân hủy mẫu 8.2.1 Cho 15 ml hỗ n hợp dung dịch phân hủy mẫu (5.10) v ào bình phân hủy có chứa mẫu (8.1.1.3) ngâm ít nhất 4 h hoặc qua đêm. 8.2.2 Đặt b ì nh phân hủy lên thiết bị phân hủy mẫu (6.3), tăng nhiệt độ từ từ đến 120 °C, đun sôi khoảng 1 h . 8.2.3 Tăng nhiệt độ lên không lớn hơn 200 °C, duy trì ở nhiệt độ 200 °C cho đến khi thu được dung dịch sền sệt. 8.2.4 Để nguội, hòa tan mẫu (8.2.3) với 5 ml dung dịch axit clohydric (HCI) 10 % (5 . 7), lắc cho tan. 8.2.5 Để nguội, chuyển toàn bộ dung dịch và cặn từ b ì nh phân hủy sang b ì nh định mức dung tích 50 ml, thêm nước cất đến vạch mức (Th ể tích V), lắc đều, lọc bỏ cặn trước khi thực hiện phép đo. 8.2.6 Phân hủy hai mẫu trắng như mẫu thử. CHÚ THÍCH 1: Theo dõi thường xuyên quá trình phân hủy mẫu, không để trào bắn mẫu ra ngo à i và không để khô mẫu (nếu thiếu ax i t phải cho thêm, nhưng không cho qu á dư). 8.3 Tối ưu hóa các điều kiện đ o hàm lượng kẽm ở dạng chelat bằng phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa 8.3.1 Đặt các điều kiện thích hợp theo hư ớ ng dẫn của nhà sản xuất, bước sóng, khe đo, năng lượng đèn, tỷ lệ không khí/axêtylen, điều kiện hút mẫu. VÍ DỤ: Với m á y AAnalyst 800 của hãng PerkinElmer, điều chỉ nh c á c thông số khi đo hàm lượng kẽm chelat ở bước s ó ng 213,9 nm; khe đo 0,7 nm; cường độ dòng điện 15 mA là thích hợp. 8.3.2 Tối ưu hóa đầu dốt và những điều kiện của ngọn lửa, sao cho độ hấp thụ của dung dịch nằm trong khoảng 0,1 đến 0,9 abs (absorption), hoặc đạt giá tr ị h ấ p thụ tiêu chuẩn của từng máy tương ứng với nồng độ dung dịch hiệu chuẩn của nhà sản xuất khuy ế n cáo. 8.4 Thực hiện phép đo 8.4.1 Đo dãy dung dịch chuẩn kẽm theo th ứ tự nồng độ từ thấp đến cao để xây dựng đường chuẩn kẽm, lập đồ thị xác định hàm lượng kẽm theo phương pháp đường chu ẩ n, kho ả ng xác định của phép đo được lập theo khuyến cáo của máy ứng với bước sóng đã chọn. Đồ thị được lập với nồng độ mg/l của các dung dịch chuẩn (5.13) trên trục hoành và giá t rị hấp thụ tương ứng trên trục tung. 8.4.2 Đo dung dịch mẫu trắng, ghi số đọc kết qu ả trên máy (b). 8.4.3 Đo dung dịch mẫu thử phân bón kẽm ở dạng chelat , ghi s ố đo đọc kết quả mẫu thử trên máy (a). 8.4.4 Mỗi mẫu phải được đo lặp lại ít nhất hai lần. Giữa mỗi lần đo các mẫu phải rửa ống hút để tránh nhiễm b ẩ n đến các mẫu thử. Nếu nồng độ của các mẫu thử lớn hơn giới hạn xác định của máy thì cần phải pha loãng mẫu th ử bằng dung dịch axít clohydric (HCI) 1 % (5.8). Nếu nồng độ của mẫu thử nhỏ hơn giới hạn xác định của máy thì cần thiết ph ả i xử lý mẫu bằng cách làm giàu hoặc xác định bằng phương pháp thêm chuẩn. Trong suốt quá trình đo mẫu thử cần luôn luôn kiểm tra độ hấp thụ của mẫu hiệu chuẩn. M ẫ u hiệu chuẩn là các mẫu pha từ dung dịch chuẩn đã sử dụng làm dãy dung dịch chuẩn (5.13) đ ể đo độ hấp thụ xây dựng đường chuẩn (8.4.1). Đo khoảng 5 mẫu thử thì dùng một trong các mẫu hiệu chuẩn này để kiểm tra độ hấp thụ tăng lên hoặc giảm đi so với lúc ban đầu đo xây dựng đường chuẩn (8.4.1) và hiệu chuẩn độ hấp thụ. 9 Biểu thị kết quả 9.1 Hàm lượng kẽm ở dạng c helat X(tp) (mg/kg) trong mẫu phân bón thương phẩm được tính theo công thức (1): (1) Trong đ ó : a: L à nồng độ dung d ịch mẫu thử (8.4.3), tính bằng mi l igam/lít (mg/l); b: Là nồng độ dung dịch mẫu trắng (8.4.2), tính bằng miligam/l í t (mg/l); f: Hệ số pha loãng của dung dịch sau phân h ủ y; V: Th ể tích dung dịch của mẫu thử hoặc mẫu trắng sau khi phân hủy (8.2.5), tính bằng mililit (ml); m: Khối lượng mẫu cân (8.1.1.1), tính bằng gam (g). CHÚ THÍCH 2: Đ ố i v ớ i mẫu dung dịch, hàm lư ợ ng kẽrn ở dạng chelat trong mẫu được t í nh theo đơn vị mg/I, khi đó thay khối lượng mẫu cân (m) (g) bằng thể tích mẫu hút (ml). 9.2 Hàm lượng kẽm ở dạng chelat X(kk) (mg/kg) trong mẫu phân bón khô kiệt được tính theo công thức (2): X(kk) = X(tp)xk (2) Trong đ ó : X ( tp): Hàm lượng kẽm ở dạng chelat trong mẫu thương phẩm (mg/kg) k: Hệ s ố khô kiệt của mẫu được xác định theo TCVN 9297:2012 9.3 Hàm lượng kẽm ở dạng chelat (X) (%) trong mẫu phân bón được chuyển đổi theo c ô ng thức (3): (3) Kết qu ả phép th ử l à giá trị trung b ì nh các kết qu ả của ít nhất hai lần thử được tiến hành đồng thời. Nếu sai lệch giữa các lần thử lớn hơn 10 % so với giá trị trung b ì nh của phép thử thì phải tiến hành lại phé p thử. 10 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm bao gồm ít nhất những thông tin sau: a) Viện dẫn tiêu chuẩn này; b) Đặc điểm nhận dạng mẫu; c) Kết quả thử nghiệm; d) M ọi 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; e) Ngày thử nghiệm. Thư mục tài liệu tham khảo 1 TCVN 9289 : 2012, Phân bón - Xác định kẽm tổng số bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. 2 William T. Hal i ., (1916) Analystical Chemistry - Volume 1 Qualitative Analysis, John Wiley & Son, NewYork, London; 3 AOAC Official Method 942.02 - Zinc in Ferrtilizers (Gravimetric Method); 4 AOAC Official Method 942.03 - Zinc in Ferrtiiizers (Colorimetric Method).