TCVN9913:2013

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9913:2013 về Đất, đá, quặng nhóm silicat - Xác định hàm lượng titan oxit - Phương pháp đo quang TIÊU CHU Ẩ N QUỐC GIA TCVN 9913:2013 Đ Ấ T, ĐÁ, QUẶNG NHÓM SILICAT - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TITAN OXIT - PHƯƠNG PHÁP ĐO QUANG Soils, rocks and ores of silicate group - Determination of titanium oxide - Photometric method Lời nói đầu TCVN 9913: 2013 do T ổ ng Cục Địa chất và Khoáng sản biên so ạ n, 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. Đ Ấ T, ĐÁ, QUẶNG NHÓM SILICAT - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TITAN OXIT - PHƯƠNG PHÁP ĐO QUANG Soils, rocks and ores of silicate group - Determination of titanium oxide - Photometric method 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này qui đ ị nh phương pháp đo quang xác định hàm lượng titan oxit (Ti O 2 ) từ 0,05% tr ở l ê n trong các đá silicat trong công tác điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản, thăm dò khoáng s ả n. 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu ghi năm côn g bố th ì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố th ì áp dụn g phiên bản mới nhất, bao gồm cả các s ử a đổi, bổ sung (nếu có). TCVN 4851 (ISO 3696), Nước dùng để phân t í ch trong phòng th í nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật v à phương pháp th ử TCVN 7151 (ISO 648), Dụng cụ thí nghiệm bằng thu ỷ tinh - Pipet một m ứ c TCVN 7153 (ISO 1042), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Bình đ ị nh mức TCVN 9924:2013 , Đất, đá, quặng - Quy trình gia công mẫu sử dụng cho các phương ph á p phân tích hóa học, hóa lý, rơnghen, nhiệt 3. Nguyên tắc Mẫu sau khi phân hu ỷ th à nh dung dịch bằng cách nung chảy với natri cacbonat hoặc kali hidroxit, tách silic, từ dung dịch xác định hàm lượng titan bằng phương pháp đo quang dưới dạng phức màu vàng của titan với hidro peoxit. Ảnh hư ở ng của sắt (III) được loại trừ bằng axit photphoric. 4. Hóa chất, thuốc th ử Trong quá trình ph â n tích, chỉ sử dụng thuốc th ử loại tinh khiết phân tích và nước phù hợp với loại 2 của TCVN 4851 (ISO 3696). 4.1 Axit clohidric, d=1,19 , các dung dịch (1+1) và 2%. 4.2 Axi t sunfuric, d = 1,84. dung dịch (1+1). 4.3 Axit flohidric, 40% 4.4 Gelatin, dung d ị ch 1% mới pha. Hòa tan 1 gam gelatin trong 100 ml nước khi đun nóng đến 70°C. 4.5 Natri cacbonat khan. 4.6 Kali hidroxit 4.7 Kali pyrosunfat. 4.8 Axit sunfuric, d=1,84, dung dịch (1+1). 4.9 Axit photphoric, d=1,72. 4.10 Hidro peoxit , 30%. 4.11 Titan oxit Ti O 2 . 4.12 Dung d ị ch tiêu chuẩn titan, có độ chuẩn theo T iO 2 1 mg/ml. Hòa tan 1 gam titan oxit trong 100 ml axit sunfuric d=1,34 khi đun nóng rồi chuyển vào cốc đ ã có sẵn 700-800 ml nước. Để nguội, chuyển vào bình định mức 1 lít, thêm nước đến vạch, lắc đều dung dịch. Lọc dung dịch qua giấy lọc băng xanh và xác định lại độ chuẩn như sau: Lấy chính xác 50 ml dung dịch vừa pha như trên, thêm 50 ml nước, đun sôi. Dùng amoni hidroxit (cho dư đến thoáng có mùi) để kết tủa titan hidroxit. Đun nóng 2-3 phút để vón kết tủa r ồ i lọc qua giấy băng đ ỏ . Rửa kết tủa trên giấy lọc b ằ ng nước có 1% amoni hidroxit, sau đ ó rửa bằng nước nóng đến sạch ion sunlfat (thử bằng dung dịch bari do rua 10%). Nung kết tủa ở 800-900°C đến khối lượng không đ ổ i khi cân. Nồng độ của dung dịch theo titan oxit bằng: T Ti O 2 = a (g/ml) V trong đó: a: là khối lượng T iO 2 , g: V: là thể tích dung dịch lấy để kết tủa T iO 2 , ml. 5. Thiết bị, dụng cụ Các thiết bị, dụng cụ phòng thử nghiệm thông thư ờ ng, bao gồm pipet một mức, bình định mức phù hợp với các quy định trong TCVN 7151 (ISO 648) và TCVN 7153 (ISO 1042), (trừ khi có quy định khác), và các thi ế t bị, dụng cụ sau. 5.1 Cân phân tích , có độ ch í nh xác 2.10 -4 g. 5.2 Lò nung , có điều khiển nhiệt độ 1000°C 5.3 Chén bạch kim, có dung tích 30 ml. 5.4 Chén niken, có dung tích 30-50 ml. 5.5 Cốc thủy tinh chịu nhiệt, có dung tích 250 ml. 5.6 Bình hút ẩ m . Ф 25 cm. 5.7 Bình định mức, c ó dung tích 250 ml. 5.8 Máy đo quang, 320 R-constant hoặc máy có đặc tính kỹ thuật tương đương. 5.9 Bình đ ị nh mức, có dung tích 50 ml. 5.10 Pipet chia vạch, có dung tích 1, 2, 5 ml. 5.11 Pipet có dung tích 10, 25 ml. 6. Chuẩn bị mẫu th ử Chuẩn b ị và gia công mẫu thử theo 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 7. Cách tiến hành 7.1. Phân hủy phần mẫu thử và tách sil i c 7.1.1 Phân hủy bằng cách nung chảy với natri cacbonat Cân 0,5000 gam mẫu, trộn đều với 3 gam natri cacbonat trong chén bạch kim, phủ lên trên mẫu một lớp natri cacbonat nữa. Tiến hành nung chảy trong lò từ nhiệt độ thấp đến khoảng 900-980°C và giữ ở nhiệt độ này trong 20-25 phút. Khi mẫu ch ả y thành một khối chảy đồng nhất, lấy chén ra khỏi lò. Rửa thành ngoài và đáy chén bằng nước. Đặt chén vào cốc chịu nhiệt 250 ml, cẩn thận rót vào cốc 30-35 ml dung dịch axit clohidric (1+1) để lấy khối chảy ra khỏi chén. Rửa sạch chén bằng axit clohidr i c (1+1), sau đó bằng nước. 7.1.2 Phân hủy bằng cách nung ch ả y với kali hidroxit Cân 0,5000 gam mẫu cho vào chén niken đã có sẵn 4 ÷ 5 gam kali hidroxit đã làm mất nước trên bếp điện hoặc trong lò nung ở nhiệt độ 200-300°C. Tiến hành nung ch ả y trong lò t ừ nhiệt độ thấp đến khoảng 600 - 650°C và giữ ở nhiệt độ này trong 10-15 phút. Khi mẫu chuyển thành một khối ch ả y đồng nhất, lấy chén ra khỏi lò. Rửa thành ngoài và đáy chén bằng dung dịch axit clohidric 2%. Đặt chén vào cốc chịu nhiệt 250 ml, c ẩ n thận rót vào cốc 30-50 ml nước nóng đ ể lấy khối ch ả y ra kh ỏ i chén. Rửa sạch chén bằng axit clohidric (1+1), sau đó bằng nước nóng. Hòa tan khối chảy bằng 20-25 ml axit clohidric d=1,19. 7.2. Tách axit silicic Dung dịch thu được bằng một trong hai cách phân hu ỷ mẫu ở trên đem đun nóng và làm bay hơi trên bếp cách thủy hoặc cách cát. Thỉnh thoảng dùng đũa thủy tinh khu ấ y dung dịch và làm tới kết tủa. Cô cho dung dịch đến dạng muối ẩ m; sau đ ó thêm 10 ml dung dịch axit cloh i dric d=1,19. Tia nước rửa thành c ố c rồi đun nóng để hòa tan muối. Cho 10 ml dung dịch gelatin 1%, khuấy kỹ dung dịch 2-3 phút. Thêm 30 ml nước n ó ng. Để yên trên bếp cách thủy 10 phút. Lọc dung dịch vào bình định mức 250 ml qua giấy lọc băng xanh (Ф 11 cm). R ử a kết tủa 3-4 lần b ằ ng axit clohidric 2% và sau đ ó rửa 8 -10 lần bằng nước nóng đến sạch ion C l - (thử ion C l - bằn g dung dịch bạc nitrat). Chuyển kết t ủ a vào chén bạch kim đã được nung trước ở nhiệt độ 900°C đến khối lượng không đổi. Tro hóa giấy lọc và nung kết t ủ a ở 950°C trong 1,5-2 giờ. Lấy chén ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng và đem c â n. Nếu c ầ n, tiếp tục nung đến khi khối lượng đem cân không thay đ ổi. Nhỏ vài giọt axit sunfuric (1+1) vào kết tủa, thêm 5-6 ml axit flohidric 40%. Đun nóng đến thoát khí anhidrit sun f urơ và bốc khô. Phần b ã còn lại trong chén sau khi xử lí với axit flohidric ở trên đem nung ở nhiệt độ 950°C trong 10 phút. Lấy ra, để nguội trong b ì nh hút ẩm rồi cân lại khối lượng. Hiệu số khối lượng trước và sau khi xử lí b ằ ng axit là lượng silic dioxit. Bã trong chén sau khi cân đem nung chảy với 1 gam kali pyrosuntat ở nhiệt độ 400 - 450°C trong 10 phút. Hòa tan khối chảy bằng nước nóng đề axit hóa bằng vài giọt axit clohidric. Dung dịch thu được đem nhập với phần nước lọc tách silic trong b ì nh định mức 250 ml ở trên. Định mức đến vạch bằng nước. Lắc đều dung dịch (dung dịch I) Dung dịch này dùng để xác định các nguyên tố tiếp theo (nhôm, sắt, titan, canxi, mage v . v .). 7.3. Xác định titan: Lấy ch í nh xác 10-25 ml dung dịch I (tùy theo hàm lượng titan) cho vào bình định mức 50 ml. Lần lượt thêm 5 ml dung dịch axit sunfuric (1-1), 2 ml axit photphoric d=1,72; 0,5 ml hidro peoxit 30%. Sau mỗi lần thêm một thuốc thử ph ả i lắc đều. Thêm nước đến vạch, lắc đều dung dịch. Để yên 15 phút rồi đo mật độ quang của phức màu trên máy trắc quang tại bước sóng 410 nm, dùng cuvet có chi ề u dày 30 hoặc 50 mm. Dung dịch so s á nh là dung dịch mẫu trắng có tất c ả các thuốc thử như mẫu phân tích. Xây dựng đồ thị chuẩn: Dùng dung dịch chu ẩ n titan (hóa chất 5) lập một dãy chuẩn trong các b ì nh định mức 50 ml có thứ tự nồng độ Ti O 2 như sau: 0: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8:1,0;....; 1,5 mg/ml. Lần lượt thêm các thuốc thử và tiến hành như mẫu phân tích rồi vẽ đồ thị chuẩn theo giá trị mật độ quang đo được. 8. Tính kết qu ả 8.1. Tính hàm lượng titan oxit Hàm lượng titan oxit được t í nh theo công thức: % TiO 2 = a.V dm .100 V h .G .1000 trong đó: a: Lượng titan oxit tương ứng với mật độ quang đo được, xác định theo đồ thị chu ẩ n, mg; V dm : Thể tích đ ị nh mức dung d ị ch mẫu, ml; V h : Thể tích dung dịch ml lấy để phân tích, ml; G: Khối lượng phần mẫu thử (g). 8.2. Sai s ố phân tích Sai lệch lớn nhất giữa hai kết qu ả xác định song song hoặc đ ố i song không vượt quá giá trị Δ trong bảng sau: S ố TT Cấ p hàm l ượ ng (% T iO 2 ) Sai lệch tuyệt đ ố i (Δ) (%) 1 0,050 ÷ <0,10 0,04 2 0,10 ÷ <0,20 0,06 3 0,20 ÷ <0,50 0,09 4 0,50 ÷ <1,00 0,15 5 1,0 ÷ <2,00 0,20 6 2,0 ÷ <5,00 0,25 7 >5 0,3 9 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm bao gồm các th ô ng tin sau: 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) Ngày báo cáo kết qu ả thử; f) Bất kỳ các đặc điểm đã ghi nhận trong quá trình xác định, các thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này c ó thể ảnh hưởng đến kết qu ả của mẫu thử. Thư mục tài liệu tham khảo Tiêu chu ẩ n ngành - Phương pháp trắc quang xác định hàm lượng titan trong quặng silicat (ký kiệu T.C.N.01-IIPTH/94).