TCVN11055:2015

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11055:2015 (ISO 6843:1988) về Chất hoạt động bề mặt - Ancol và alkylphenol etoxylat sulfat hóa - Xác định giá trị trung bình khối lượng phân tử tương đối TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11055:2015 ISO 6843:1988 CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT - ANCOL VÀ ALKYLPHENOL ETOXYLAT SULFAT HÓA - XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ TƯƠNG ĐỐI Surface active agents - Su lf ated ethoxylated alcohols and alkylphenols - Estimation of the mean relative molecular mass Lời nói đầu TCVN 11055:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 6843:1988. TCVN 11055:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC91 Chất hoạt động bề mặt biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. CH Ấ T HOẠT ĐỘNG B Ề MẶT - A NCOL VÀ A LKYLPHENOL ETOXYLAT SULFAT HÓA - XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH KHỐI LƯỢNG PHÂN T Ử TƯƠNG ĐỐI Surface active agents - Su lf ated ethoxylated alcohols and alkylphenols - Estimation of the mean relative molecular mass 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định phương pháp để xác định giá trị trung bình khối lượng phân tử tương đối của chất hoạt động anion có trong sản ph ẩ m trung tính thương mại thông thường của quá trình sulfat hóa các ancol etoxylat hoặc các alkylphenol [alkyl oxyetylen sulfat (anco l etoxylat s ulfat) hoặc alkylphenol oxyetylen sulfat (alkylphenol etoxylat sulfat)] có trung bình kh ô ng quá 20 nhóm oxyetylen trong một phân tử. Tiêu chuẩn này c ũ ng đưa ra biểu đ ồ phân tích tổng thể, xem Ph ụ lục A. 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau đ â y rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tà i liệu viện d ẫ n ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm c ô ng bố th ì áp dụng phiên bản mới nh ấ t, bao gồm c ả các sửa đổi, bổ sung (n ế u c ó ). TCVN 5454 (ISO 607), Ch ấ t hoạt động bề mặt và ch ấ t t ẩ y rửa - Phương ph á p chia mẫu. TCVN 5455 (ISO 2271), Ch ấ t hoạt động bề mặt - Ch ấ t tẩy rửa - Xác định chất hoạt động anion (Quy trình ch uẩ n độ trực ti ế p hai pha). TCVN 7153 (ISO 1042), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Bình định mức. TCVN 7158 (ISO 4800), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Phễu chiết và phễu chiết nhỏ giọt. TCVN 10820:2015 (ISO 8799:1988), Ch ấ t hoạt động bề mặt - Ancol và alkylphenol etoxylat sulfat hóa - X á c định hàm lượng chất chưa sulfat hóa. TCVN 11054:2015 (ISO 6842:1983), Chất hoạt động bề mặt - Ancol và alkylphenol polyetoxylat sulfat hóa - X á c định tổng chất hoạt động. 3 Nguyên tắc Từ dung dịch phần mẫu thử được bão hòa bằng natri cl orua, chiết alkylete sulfat với hỗn hợp etylaxetat/butan-1-ol, sau đó làm bay hơ i pha nước có chứa polyglycol, polyg l ycol su l fat và vết của ete sulfat; sau đ ó loại mu ố i trong phần cặn bằng phương pháp xử lý với metanol và l ọ c. Làm bay hơi của phần lọc và cân cặn, sau đó hòa tan lại trong nước và xác định hàm lượng chất hoạt động anion và natri clorua. Xác định hàm lượng polyglycol bằng cách cho phần còn lại của phần lọc qua nhựa trao đổi ion. Xác định hàm lượng polyglycol sulfat bằng sự chênh lệch giữa các phép xác định trên. Từ hàm lượng ch ấ t hoạt động bề mặt anion (alkylete sulfat) và hàm lượng ch ấ t hoạt động bề mặt anion được xác định bằng chuẩn độ hai pha, xác định khối l ượng phân tử tương đối trung bình. CH Ú TH Í CH: Hàm lượng ch ấ t hoạt động bề mặt (alkylete sulfat) nhận được bởi sự chênh lệch giữa tổng hàm lượng chất hoạt động và ch ấ t chưa sulfat hoá với hàm lượng sulfat polyglycol. 4 Thuốc thử Trong qu á trình phân tích, ch ỉ sử d ụng thuốc thử c ó cấp độ phân tích đã được công nhận và chỉ sử dụng nước cất hoặc nước có độ tinh khi ế t tương đương. 4.1 Metanol. 4.2 Natri clorua. 4.3 Etyl axeta t/ butan-1-ol , hỗn hợp (9 + 1) theo th ể tích. 4.4 Natr i clorua , dung dịch 59 g/L. 4.5 Axit clohydric , dung dịch 73 g/L. 4.6 Natri hydrox i t , dung dịch 80 g/L. 4.7 Bạc n i trat , dung dịch chuẩn độ t iê u chuẩn. c (AgNO 3 ) = 0,100 mol/L. 4.8 Nhựa trao đổi cat i on , loại axit polystyren sul f on i c, mức độ liên kết ngang 2 %, 150 µ, đến 330 µ m, dạng hydro. 4.9 Nhựa trao đổi an i on , loại po l ystyren amoni bậc bốn, mức độ 2 % liên kết ngang, 150 µ m đến 330 µ m, dạng clorua. 5 Thiết bị, dụng cụ Thiết bị, dụng cụ thông thư ờ ng trong ph ò ng thí nghiệm và thiết bị, dụng cụ sau 5.1 Phễu chiết , d ung tích 250 mL , phù hợp với quy đ ị nh tại TCVN 7158 (ISO 4800). 5.2 Phễu ch iế t , có vỏ bao ngo à i, dung tích 250 mL. 5.3 Bình định mức một vạch , dung tích 100 mL, phù hợp với quy định tại TCVN 7153 (ISO 1042). 5.4 Nồi cách thuỷ , có khả năng được điều khiển tại nhiệt độ 50 o C. 5.5 Ố ng s i nh hàn h ồ i lưu. 5.6 Thiết bị cô quay , c ó bình đáy tròn dung tích 250 mL. 5.7 Cột trao đổi i on : ống thủy tinh có đường kính trong 25 mm và chi ề u dài 200 mm, đáy hẹp và có nút bằng thủy tinh. Nhựa trao đổi ion được lót tại đáy bởi một lớp bông thuỷ tinh dày 10 mm đến 20 mm hoặc bởi bộ lọc thủy tinh thiêu kết. 6 Lấy mẫu Mẫu phòng thí nghiệm của ch ấ t hoạt động bề mặt phải được chuẩn bị và lưu giữ theo TCVN 5454 (ISO 607). 7 Cách tiến hành 7.1 Phần mẫu thử Từ mẫu phòng thí nghiệm, nếu cần đồng nhất bằng cách cho một lượng nước xác đ ị nh và thích hợp trong cốc dung tích 100 mL, cân một lượng tương ứng khoảng 25 mmol của ch ấ t hoạt động anion, chính xác đến 0,1 g. 7.2 Chuẩn bị nhựa trao đổi ion Nhựa có thể được chuẩn bị theo số lượng nh ỏ hơn 1 kg với các th ể tích thuốc thử nh ỏ hơn theo tỷ l ệ . 7.2.1 Nhựa trao đổi an i on Lấy 1 kg nhựa trao đổi anion (4.9) và để nở phồng trong nước trong 48 h. Cho nhựa vào cột phù hợp và cho 5 L dung dịch natri hydroxit (4.6) qua cột, tiếp theo cho 2 L đến 3 L nước. Sau đ ó cho 4 L dung dịch axit clohydric (4.5) qua cột và rửa lại bằng 2 L đến 3 L nước. Nhựa đ ã được xử lý c ó thể đ ược bảo qu ả n trong nước. 7.2.2 Nhựa trao đổi cat i on Lấy 1 kg nhựa trao đổi cation (4.8) và để n ở phồng tr o ng nước trong 48 h. Cho nhựa vào cột phù hợp và cho 5 L dung dịch axit clohydric (4.5) qua cột, sau đó rửa bằng nước cho đến khi nước rửa trung tính. Nhựa đã được xử lý có thể được bảo quản trong nước . 7.3 Chuẩn bị nhựa cu ố i c ù ng L ấ y lượng nhựa trao đổi a n ion theo yêu c ầ u, đã được chuẩn bị như quy định trong 7.2.1, 25 mL một phép xác định, và cho vào cột thích hợp. Ổ n định cột với năm l ầ n thể tích dung dịch natri hydroxit (4.6), rửa bằng nước cho đến khi trung tính, sau đó rửa với 1 đến 2 thể tích metanol (4.1). Lấy l ượng nhựa trao đổi cation theo yêu cầu (25 mL) đã được chuẩn b ị như quy định trong 7.2.2, cho vào cột phù hợp và rửa với gấp đ ô i thể tích metanol (4.1). 7.4 Chuẩn b ị cột trao đổi nền hỗn hợp Trộn 25 mL nhựa trao đổi cation và 25 mL nhựa trao đổi anion, đã được chuẩn bị theo quy định trong 7.3, trong cốc. Đổ từng phần nhỏ nhựa hỗn hợp vào cột (5.7) và dùng que thuỷ tinh nén nhựa hỗn hợp đến th ể tích khoảng từ 50 ml đến 60 mL, và r ử a bằng 500 ml metanol (4.1). 7.5 Tách polyglycol s ulfat 7.5.1 Hòa tan phần mẫu thử (7.1) trong 50 mL dung dịch natri clorua (4.4) và 50 mL hỗn hợp etyl axetat/butan-1-o l (4.3). Cho dung dịch vào phễu chiết (5.1) và rửa cốc bằng một vài milimet dung dịch natri clorua (4.4) và hỗn hợp etyl axetat/butan-1-ol, sau đó cho dung dịch rửa vào phễu chiết. L ắ c mạnh phễu chiết và đ ổ các pha tách ra. Xả pha nước vào trong phễu chiết có vỏ bao ngoài (5.2), được điều chỉnh nhiệt độ tại 60 o C, thêm 5 g natri clorua (4.2) và lắc đ ể h ò a tan hoàn toàn. Thêm 50 mL hỗn hợp etyl axeta t/ butan-1-ol và lắc. Sau khi các pha được t á ch ra, xả pha nước vào trong bình đ á y tròn dung tích 250 mL (5.6) và làm bay hơi đến kh ô bằng thiết bị cô quay (5.6) trên nồi cách thuỷ (5.4), được kiểm soát nhiệt độ tại 50 o C, dưới chân không, sử dụng bơm chân không phun nướ c. Thêm 30 mL metanol (4.1) vào cặn và đun sôi hồi lưu trong 3 min và lọc qua giấy lọc tốc độ trung bình, thu gom ph ầ n lọc vào trong b ì nh dung tích 250 mL (5.6). Lặp lại những thao tác này ba lần. Làm bay hơi đến khô sử dụng thi ế t b ị cô quay. Xử lý phần cặn mới bằng 30 mL metanol (4.1), đun sôi hồi lưu trong 3 min và lọc qua giấy lọc tốc độ trung bình, thu gom ph ầ n lọc vào trong b ì nh định mức một vạch dung tích 100 ml (5.3). Lặp lại những thao tác này ba lần và pha loãng đến vạch mức bằng metanol. Sử dụng pipet, cho 50 mL d ung dịch vào c ố c dung tích 150 mL đã trừ bì, làm bay hơi trong d ò ng nitơ, làm khô tại nhi ệ t độ 105 o C đến khối lượng không đ ổ i, và cân cặn ( m 1 ). 7.5.2 Cho 50 mL phần còn lại trong b ì nh định mức qua cột đã được chuẩn bị theo quy định trong 7.4. Điều chỉnh tốc độ dòng chảy đến 5 mL/min và rửa cột bằng 100 mL metanol. Cho nước giải hấp vào bình đáy tròn dung t í ch 250 mL (5.6) và làm bay h ơ i bằng thiết b ị c ô quay trong n ồ i cách thuỷ, được đi ề u khiển tại nhiệt độ 50 o C, dư ớ i chân không, sử dụng bơm chân không phun nước. Làm khô tại nhiệt độ 105 o C đến khối lượng không đổi, và cân cặn ( m 2 ). 7.5.3 Hòa tan cặn khô ( m 1 ) trong 50 mL nước. Tr ê n 10 mL dung dịch này, xác định hàm lượng chất hoạt động anion (A 2 ) bằng chuẩn độ hai pha trực tiếp theo TCVN 5455 (ISO 2271). 7.5.4 Trên 10 mL khác của dung dịch n à y, xác định hàm lượng clorua bằng phương pháp chuẩn độ với d ung dịch bạc nitrat (4.7). 7.6 Xác đ ị nh khối lượng phân tử tương đ ối trung bình Khối lượng phân tử tương đối trung b ì nh nhận được bằng phương pháp tính (xem 8.1.2) 8 Biểu thị kết quả 8.1 Phương pháp t í nh 8.1.1 Hàm lư ợ ng polyglycol sulfat Hàm lượng polyglycol sulfat PS, t í nh bằng phần trăm kh ố i lượng, được tính theo công thức PS = R - P - A trong đó ý nghĩa của các chữ cái bi ể u tượng như sau: 8.1.1.1 R là phần trăm khối lượng của cặn trong pha nước sau kh i chi ế t bằng hỗn hợp ety l axetat/butan-1-ol được tính theo công thức: trong đ ó m 0 là khối lượng của phần mẫu thử (7.1), t í nh bằng gam; m 1 là khối lượng của cặn từ pha nước thu được trong 7.5.1, tính bằng gam; V l à th ể tích của dung dịch n i trat bạc (4.7) được sử dụng 7.5.4, t í nh bằng mililit. 8.1.1.2 P là ph ầ n trăm khối lượng của polyglycol trong pha nước sau khi chiết bằng hỗn hợp ethyl axeta t/ butan-1-ol, được tính theo công th ứ c: trong đó m 0 là khối lượng của phần mẫu thử (7.1), tính bằng gam; m 2 là kh ố i lượng của cặn thu được sau khi cho 50 ml d ung dịch metano l chuẩn bị trong 7.5.1 qua cột trao đổi ion nh ư được mô tả trong 7.5.2, tính bằng gam. 8.1.1.3 A là phần tr ă m kh ố i lượng của chất hoạt động anion trong pha nước sau khi chiết bằng hỗn hợp etyl axetat/butan-1-ol, được tính theo công thức: trong đó A 1 là hàm lượng chất hoạt động anion được xác đ ị nh trên mẫu bằng chuẩn độ hai pha trực tiếp theo TCVN 5455 (ISO 2271), t í nh bằng milimol trên gam; A 2 là hàm lượng chất hoạt động anion được xác định trên pha nước sau khi chiết bằng hỗn hợp etyl axetat/butan-1-ol (7.5.1) bằng chuẩn độ hai pha trực tiếp (7.5.3), tính bằng milimol tr ê n gam; A T là t ổ ng hàm lượng ch ấ t hoạt động được xác định trên mẫu theo TCVN 11054 (ISO 6842), tính bằng phần tr ă m khối lượng; P là hàm lượng polyglycol được tính theo 8.1.1.2, tính bằng phần trăm khối lượng; NS là hàm lượng chất chưa sulfat hoá được xác định trên mẫu theo TCVN 10820 (ISO 8799), tính bằng phần trăm kh ố i lượng; R là phần trăm khối lượng của cặn trong pha nước sau khi chiết bằng hỗn hợp etyl axetat/butan-1-ol, được tính theo 8.1.1.1. 8.1.2 Khối lượng ph â n t ử tư ơn g đối trung bình Khối lượng phân tử tương đối trung bình được tính theo công thức: trong đó AT là tổng h à m lượng ch ấ t hoạt tính được xác định trên m ẫ u theo TCVN 11054 (ISO 6842), tính bằng phần trăm kh ố i lượng; NS là hàm lượng ch ấ t chưa sulfat hoá được xác định tr ê n mẫu theo TCVN 10820 ( ISO 8799), tính bằng phần trăm khối lượng; PS là h à m lượng polyglycol sulfat được tính theo 8.1.1, tính bằng phần tr ăm khối lượng; A 1 là hàm lượng chất hoạt động anion được xác định tr ê n mẫu bằng chuẩn độ hai pha trực tiếp theo TCVN 5455 (ISO 2271), tính bằng milimol trên gam. 8.2 Độ chụm 8.2.1 Hàm l ượng po l yglycol sulfat Phân tích so sánh được thực hiện tại 15 phòng thí nghiệm đ ã đưa ra k ế t quả th ố ng kê sau: - Giá tr ị trung bình [% (theo khối lượng) của polyglycol sulfat]: 1,08 - Độ l ệ ch chuẩn của độ lặp lại, σ r : 0,18 - Độ lệch chuẩn của độ t á i lập, σ R : 0,77 8.2.2 Khố i lư ợ ng phân tử tương đố i trung bình Do sự khác nhau giữa các phương pháp khác nhau được sử dụng để xác định và tính toán khối lượng phân tử tương đ ố i trung bình, nên kh ô ng thể đưa l ại k ế t qu ả thống kê về tính hiệu lực của phép xác định. 9 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau: a) T ấ t cả các thông tin cần thiết để nhận biết đầy đ ủ mẫu; b) Phương pháp sử dụng (Viện dẫn tiêu chuẩn này); c) Kết quả thử nghiệm và đơn vị tính được sử dụng; d) Chi ti ế t thao t á c b ấ t kỳ không được quy định trong ti ê u chuẩn này hoặc trong ti ê u chuẩn viện dẫn, và bất kỳ thao tác nào được coi là tùy chọn cũng như bất kỳ sự cố nào ảnh hưởng đến các kết quả. Phụ lục A (Quy định) Sơ đồ phân tích tổng thể