TCVN11401:2016

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11401:2016 về Phân bón - Xác định hàm lượng mangan ở dạng chelat bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 11401:2016 PHÂN BÓN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MANGAN Ở DẠNG CHELAT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA Fertilizers - Determination of chelated manganese content by flame atomic absorption spectrometry Lời nói đầu TCVN 11401:2016 do Viện Thổ nhưỡng Nông hóa biên soạn, Bộ Nông nghiệp v à Phát tr iển N ô ng thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chu ẩ n Đo lường Chất lượng th ẩ m định, Bộ Khoa học và C ô ng nghệ công bố. PHÂN BÓN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MANGAN Ở DẠNG CHELAT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA Fertilizers - Determination of chelated manganese content by flame atomic absorption spectrometry 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chu ẩ n này quy định phương pháp xác định h à m lượng mangan ở dạng chelat trong phân bón bằng ph é p đo phổ hấp thụ nguyên t ử ngọn l ử a. 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 c ô ng bố th ì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố th ì áp dụng phi ê n bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đ ổi, bổ sung (nếu có). - TCVN 4851:1989 (ISO 3696-1987), Nước dùng cho phân tích trong phòng th í 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 chu ẩ n bị mẫu đ ể xác định các chỉ tiêu hóa học và vật lý . 3 Thuật ngữ và định nghĩa Trong tiêu chuẩn này sử dụng thuật ngữ v à định nghĩa sau: 3.1 Mangan ở dạng chelat (Chelated manganese) Hợp chất phức của nhiều phối tử hữu cơ với nguyên tử trung tâm mangan. 4 Nguyên tắc Mẫu phân bón có chứa mangan ở dạng chelat được xử lý v ớ i dung dịch amoni sulfua (NH 4 ) 2 S trong môi trường đệm amoni axeta t (NH 4 CH 3 COO) có pH = 7 để tạo kết tủa MnS. Loại bỏ kết tủa, vô cơ hóa dung dịch mangan 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 chỉ sử dụng hóa ch ấ t, thuốc thử có cấp tinh khiết ph â n tích và tinh khiết ph â n tích quang ph ổ , sử dụng nước có cấp tinh khiết phù hợp TCVN 4851:1989 (ISO 3696:1987 ) hoặc nước c ó cấp tinh khiết tương đương. 5.1 Axit nitric (HNO 3 ), 65 %; d = 1,42 g/ml. 5.2 Axit clohydr i c (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 amoni hydroxit (NH 4 OH), 25 %; d = 0,91 mg/l. 5.6 Dung dịch amoni h y droxit (NH 4 OH) , 10 % Thêm 400 ml dung dịch amoni hydroxit (NH 4 OH) 25 % (5.5) vào b ì nh định mức c ó dung tích 1000 ml đã chứa sẵn khoảng 500 ml nước, thêm nước đến vạch mức, lắc đều. 5.7 Dung dịch axit clohydric (HCI), 10 %. Thêm 270 ml axit clohydric (HCI) 37 % (5.2) vào b ì nh định mức có dung tích 1000 ml đã chứa sẵn khoảng 500 ml nước, để nguội và thêm nước đến vạch mức, lắc đều. 5.8 Dung dịch axit clohydric (H C I), 1 %. Lấy 100 ml dung dịch axit clohydric (HCI) 10 % (5.7) vào b ì nh định mức dung tích 1000 ml đã chứa sẵn khoảng 500 ml nước, đ ể nguội và thêm nước đến vạch mức, lắc đều. 5.9 Dung dịch đệm amoni axetat (NH 4 CH 3 COO), 1 mol/l (pH = 7). H ò a tan 77,08 g amoni axetat (NH 4 CH 3 COO) (5.4) vào b ì nh định mức c ó dung tích 1000 ml đã chứa sẵn khoảng 400 ml nước, sau đó thêm nước đến khoảng 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 HCI 10 % (5.7) cho đến pH = 7. Thêm nước đến vạch mức, lắc đều. 5.10 Dung dịch ph â n hủy mẫu Pha hỗn h ợ p axit nitric (HN O 3 ) 65 % (5.1) v à axit clohydric (HCI) 37 % (5.2) tỷ lệ 1:3 theo thể tích (Pha ngay trư ớ c khi sử dụng). 5.11 Dung dịch chuẩn gốc mangan , 1000 mg/l. 5.12 Dung dịch chuẩn mangan , 50 mg/l. Dùng pipet lấy 5 ml dung dịch chuẩn gốc mangan 1000 mg/l (5.11) cho vào b ì nh định mức dung tích 100 ml, thêm dung dịch axit clohydric (HCI) 1 % (5.8) tới vạch mức, lắc đều. 5.13 Dãy dung dịch chu ẩ n mangan , nồng độ từ 0 mg/l đến 5 mg/l. Pha dãy dung dịch chuẩn mangan trong ax i t clohydric (HCI) 1 % (5.8). Sử dụng bảy bình định mức dung tích 100 ml, cho vào mỗi b ì nh th ứ tự số mililit dung dịch tiêu chuẩn mangan 50 mg/l (5.12), dung dịch axit clohydric (HCI) 1 % (5.8) vừa đủ 100 ml, lắc đều. Dãy dung dịch chuẩn mangan (xem b ả ng 1). Bảng 1 - Dãy dung dịch chuẩn mangan nồng độ từ 0 mg/l đến 5 mg/l S ố hiệu bình S 0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 Thể tích dung dịch chuẩn mangan (5.12) l ấ y vào mỗi b ì nh (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 chuẩn mangan thu được (mg/ l ) 0,00 0,50 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 Dung dịch chuẩn mangan (5.12) ch ỉ nên sử dụng trong khoảng 20 ngày k ể từ ngày pha. Dãy dung dịch chuẩn mangan (5.13) chỉ sử dụng trong một ngày sau khi pha. 6 Thiết bị và dụng cụ Sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thư ờ ng trong phòng thí nghiệm và các thiết bị, dụng cụ như sau: 6.1 Quy định chung T ấ t c ả các b ì nh thủy tinh ph ả i được làm sạch trước khi sử dụng xác định nguyên tố mangan, có thể bằng cách ngâm trong dung dịch axit nitric (HNO 3 ) 5 % (v/v) ít nhất 6 h, sau đó xúc rửa bằng nước và tráng lại bằng nước trước khi dùng. 6.2 Cân phân tích , c ó độ chính xác 0,0001 g. 6.3 Thiết bị phân hủy mẫu , c ó bộ phận điều chỉnh nhiệt độ. 6.4 Máy quang ph ổ hấp thụ nguyên t ử , có đèn catốt rỗng hoặc đèn phóng điện không cực phù hợp với nguyên tố mangan hoặc c ó thể d ùng đèn phổ liên tục c ó biến điệu, hệ thống hiệu chỉnh nền và đầu đốt thích hợp với ngọn l ửa không khí/axetylen. 6.5 Bình tam giác , dung tích 100; 250 m l . 6.6 Bình định mức , dung tích 50; 100; 1000 ml. 6.7 Phễu lọc , đường k í nh từ 6 cm đến 10 cm. 6.8 Pipet , dung tích 1; 2; 5; 10 ml, có đ ộ chính xác 0,01 ml. 6.9 Cốc chịu nhiệt , dung tích 100 ml. 6.10 Bình phân hủy mẫu , dung tích 100 ml. 6.11 Ống đong , dung tích 250 ml. 6.12 Giấy lọc , cỡ lỗ 10 -20 μ m. 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 bị 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 l ấ y mẫu ban đầu ít nh ấ t 50 ml, lắc đều mẫu ban đầu và tiến hành lấy mẫu thực hiện phép thử. 7.2.2 Dạng l ỏ ng sền sệt Mẫu thử dạng lỏng sền sệt đựng trong chai hoặc lọ trước khi tiến hành lấy mẫu phải được trộn đều, sau đó lấy mẫu ban đầu ít nhất 200 g , dùng đũa thủy tinh trộn đều mẫu ban đầu v à tiến hành lấy mẫu thực hiện phép thử. 8 Cách tiến hành 8.1 Tách mangan chelat 8.1.1 M ẫ u thử 8.1.1.1 Cân khoảng 0,5 g đến 2 g mẫu đã được chuẩn bị (7.1 và 7.2.2), ch í nh xác đến ± 0,0001 g hoặc hút khoảng 2 ml đến 3 m l mẫu đ ã được chuẩn b ị (7.2.1) bằng pipet, chính xác đến ± 0,01 ml. 8.1.1.2 Cho mẫu vào cốc dung ttch 100 ml (6.9) có chứa sẵn khoảng 30 ml dung dịch đệm amoni axetat (5.9), dùng đũa thủy tinh khu ấ y đều trong 5 min để hòa tan hết manga n ở dạng che l at. 8.1.1.3 Đun cách thủy dung dịch mẫu đến nhiệt độ khoảng 50 o C, nhỏ từng giọt amoni 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 thêm 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 μ m (6.12) vào b ì nh phân hủy mẫu (6.10) và rửa bằng nước đến khi hết ion S 2 - . Nhỏ vài giọt nước r ử a mẫu vào dung dịch muối mangan II tan trong nước nếu không thấy xuất hiện kết tủa thì khi đ ó đã rửa hết ion S 2 - . Sau khi kết thúc quá trình lọc v à rửa, dung dịch mẫu thu đ ược chính l à dung dịch mangan ở dạng chelat, cô cạn dung dịch mẫu cho đến sền sệt thì đem đi phân hủy (8.2). 8.1.2 Mẫu tr ắng Phải chuẩn bị đồng thời hai mẫu trắng v à tiến h à nh các bước tương tự như mẫu thử (8.1.1.2 đến 8.1.1.3). 8.2 Phân h ủ y mẫu 8.2.1 Cho 15 ml hỗn hợp dung dịch phân hủy mẫu (5.10) vào bình phân hủy có chứa mẫu (8.1.1.3), ngâm í t nhất 4 h hoặc qua đêm. 8.2.2 Đặt bình phân hủy có chứa mẫu (8.2.1) lên thiết bị phân hủy mẫu (6.3), tăng nhiệt độ từ từ đến 120 o C, đun sôi khoảng 1 h. 8.2.3 Tăng nhiệt độ lên không lớn hơn 200 o C, duy trì ở nhiệt độ 200 o C cho đến khi thu được dung dịch sề n sệt. 8.2.4 Để nguội, hòa tan mẫu (8.2.3) với 5 m l dung dịch axit clohydric (HCI) 10 % (5.7), lắc cho tan. 8.2.5 Để nguội, chuy ể n toàn bộ dung dịch và cặn từ bình phân hủy sang b ì nh định mức dung tích 50 m l , thêm nước cất đến vạch mức (Thể tích V), l ắ c đều, lọc bỏ cặn trước khi thực hiện phép đo. 8.2.6 Phân h ủ y hai mẫu trắng như mẫu thử. CH Ú TH Í CH 1: 1) Theo d õ i thư ờ ng xuyên quá trình phân hủy mẫu, không để trào bắn mẫu ra ngoài và không đ ể khô m ẫ u (nếu thiếu a xit phải cho th ê m, nhưng kh ô ng cho quá dư). 2) Sil i c sẽ làm giảm t í n hiệu đo của mangan, đ ể loại tr ừ ảnh hưởng này khuy ế n cáo d ù ng canxic l orua 2 % (CaC l 2 ) làm chất phụ gia. 8.3 Tối ư u hóa các điều kiện đo hàm lượng mangan ở dạng che l at bằng phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa 8.3.1 Đặt các điều kiện thích h ợ p theo hướng dẫn của nhà sản xuất , bước sóng, khe đo, cường độ dòng đèn, tỷ lệ không khí/axetylen, điều kiện hút mẫu. VÍ DỤ: Với máy AAnalyst 800 của H ã ng PerkinElmer, điều ch ỉ nh các th ô ng số khi đo hàm lượng mangan chelat ở bước sóng 279,5 nm; khe đo 0,2 n m; cường độ dòng điện 20 mA là thích hợp. 8.3.2 Tối ưu h ó a d ầu đ ốt và nh ữ ng điều kiện của ngọn lửa , sao cho độ hấp th ụ của dung dịch nằm trong khoảng 0,1 đến 0,9 abs (absorption), hoặc đạt giá trị hấp thụ tiêu chuẩn của từng máy tương ứng với n ồ ng độ dung dịch hiệu chuẩn của nhà sản xuất khuyến cáo. 8.4 Thực hiện phép đo 8.4.1 Đo dãy dung dịch chuẩn mangan theo thứ tự n ồ ng độ từ thấp đến cao để xây dựng đ ường chuẩn mangan , lập đồ thị x á c định hàm lượng mangan theo phương pháp đường chuẩn, khoảng 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 v à giá trị 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 mangan ở dạng chelat , ghi số đo đọc kết qu ả 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 ph ả i rửa ố ng hút đ ể tránh nhiễm bản 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 thử bằng dung dịch axit clohydric (HCI) 1 % (5.8). Nếu nồng độ của mẫu thử nhỏ hơn gi ớ i hạn xác định của máy th ì cần thiết phải 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 h ấ p thụ của mẫu hiệu chuẩn. Mẫu hiệu chuẩn là các mẫu pha từ dung dịch chuẩn đã sử dụng làm d ã y dung dịch chuẩn (5.13) để đo độ hấp thụ xây dựng đường chu ẩ n (8.4.1). Đo khoảng 5 mẫu thử thì dùng một trong các mẫu hiệu chu ẩ n 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) v à hiệu chuẩn độ hấp thụ. 9 Biểu thị kết quả 9.1 Hàm lượng mangan ở dạng chelat X(tp) (mg/kg) trong mẫu phân bón thương phẩm đư ợ c tính theo công thức (1); (1) Trong đó: a: Là nồng độ dung dịch mẫu thử (8.4.3), tính bằng miligam/lít (mg/l); b: Là nồng độ dung dịch mẫu trắng (8.4.2), tính bằng miligam/lít (mg/l); f: Hệ số pha lo ã ng của dung dịch sau phân hủy ; V: Thể tích dung dịch của mẫu thử hoặc mẫu trắng sau khi phân h ủ y (8.2.5), tính bằng mililit (ml) ; m: Khối lượng mẫu cân (8.1.1.1), t í nh bằng gam (g). CHÚ TH Í CH 2: Đối v ớ i mẫu dung d ị ch, hàm lượng mangan 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 h ú t (ml). 9.2 Hàm l ượn g mangan ở dạng chelat X(kk) (mg/kg) trong mẫu phân bón khô kiệt được tính theo công thức (2): X(kk) = X(tp) x k (2) Trong đó: X(tp): Hàm lượng mangan 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 mangan ở dạng chelat (X) (%) trong m ẫ u phân bón được chuyển đổ i theo công thức (3): (3) Kết quả phép thử là giá trị trung b ì nh các kết quả 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 bình của phép thử thì phải tiến hành lại phép 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) Mọi 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 9288 : 2012, Phân bón - Xác định mangan 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 972.02 - Manganese (Acid - Soluble) in Fertilizers (Atomic Absorption Spectrophotometric Method) 4 AOAC Official Method 940.02 - Manganese (Acid - Soluble) in Fertilizers (Colorimetric Method).