TCVN9910:2013

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9910:2013 về Đất, đá, quặng nhóm silicat - Xác định hàm lượng sắt tổng - Phương pháp đo quang TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9910:2013 ĐẤT, ĐÁ, QUẶNG NHÓM SILICAT - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG - PHƯƠNG PHÁP ĐO QUANG Soils, rocks and ores of silicate group - Determination of total iron content by photometric method Lời nói đầu TCVN 9910: 2013 do Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản biên soạn, được Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng th ẩ m định, Bộ tài nguyên và Môi trường đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. ĐẤT, ĐÁ, QUẶNG NHÓM SILICAT - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG - PHƯƠNG PHÁP ĐO QUANG Soils, rocks and ores of silicate group - Determination of total iron content by photometric method 1. Phạm v i áp dụng Tiêu chuẩn này qu i định phương pháp đo quang xác định hàm lượng sắt tổng (<1 %) trong đất, đá, quặng có silicat trong công tác điều tra cơ b ả n 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 công bố th ì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố th ì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu c ó ). TCVN 4851 (ISO 3696), Nước dùng đ ể phân t í ch trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử TCVN 7151 (ISO 648), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Pipet một mức TCVN 7153 (ISO 1042), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Bình định mức 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. 3. Nguyên tắc của phương pháp Mẫu đem phân tích phải có c ỡ hạt không lớn hơn 0,075 mm và được sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 105 ° C đến 110 ° C. T ổ ng hàm lượng sắt có trong mẫu được xác định bằng phương pháp đ o quang phức màu vàng của sắt (III) với axit sunfosalixilic trong môi trường kiềm . Sắt (III) c ó trong mẫu được chu ẩ n b ị từ mẫu đ ã được phân hủy thành dung dịch bằng cách nung chảy với natri cacbonat hoặc kali hidroxit và đã loại t ác h silic. 4. Hóa chất, thuốc thử Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử 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 Ax i t flohidric , 40 %. 4.4 Gelatin, dung dịch 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 h i droxit 4.7 Kali pyrosunfat 4.8 Amoni hidroxit 25 %, dung dịch (1 + 1). 4.9 Axit sulfosalixilic, dung dịch 10 %. 4.10 Dung dịch chu ẩ n sắt , có độ chuẩn 0,100 mg/ml (theo Fe) hoặc 0,143 mg/ml (theo Fe 2 O 3 ). Hòa tan 8,634 gam phèn sắt (III) amon i sun f at FeNH 4 (S O 4 ) 2 .2H 2 O trong nư ớ c có 10 ml axit sunfuric d=1,84, nếu cần th ì đun nóng . Pha loãng bằng nước trong b ì nh định mức 1 lít, lắc đều. Kiểm tra độ chuẩn, của dung dịch theo kết quả xác định mẫu tiêu chuẩn thành phần. 5. Thiết b ị , dụng cụ Các thiết bị, dụng cụ phòng thử nghiệm thông thường, bao gồm pipet một mức, b ì nh 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 thiết 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 , c ó dung tích 250 ml. 5.6 Bình hút ẩm , Φ 25 cm. 5.7 Bình định mức , có dung t í ch 250 ml. 5.8 Máy đo quang 320 R-constant hoặc máy có tính năng kỹ thuật tương đương. 5.9 Bình định mức , có dung tích 50 ml. 5.10 P i pet chia vạch có dung tích 5ml; 10 ml. 6. Chuẩn bị mẫu thử Chuẩn bị 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 mẫu và tách silic: 7. 1 .1. Phân hủy bằng cách nung ch ả y 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 linh động đồng nhất, lấy chén ra khỏi lò. Rửa thành ngoài và đáy chén bằng nước. Đặt chén vào cốc chịu nhiệt 250 ml, c ẩ n thận rót vào cốc 30 ÷ 35 ml dung dịch axit clohidric (1+1) để lấy khối ch ả y ra khỏi chén. Rửa sạch chén bằng axit clohidr i c (1+1), sau đó b ằ ng nước. 7.1.2. Phân hủy bằng cách nung chảy với kal i h i droxit Cân 0.5000 gam mẫu cho vào chén niken đã có sẵn 4 ÷ 5 gam kali hidroxit đã làm mát nước trên bếp điện hoặc trong lò nung ở nhiệt độ 200 ÷ 300 ° C. Tiến hành nung chảy trong lò t ừ nhiệt độ thấp đến khoảng 600 ÷ 650 ° C và giữ ở nhiệt độ này trong 10 ÷ 15 phút. Khi mẫu chảy th à nh một khối linh động đồng nh ấ t, lấy chén ra khỏi lò. R ử a thành ngoài và đáy chén bằng dung dịch axit clohidric 2 %. Đặt chén v à o cốc chịu nhiệt 250 ml, cẩn thận rót vào cốc 30 ÷ 50 ml nước nóng đ ổ lấy khối ch ả y ra khỏi chén. R ử a sạch chén bằng axit clohidric (1+1), sau đó b ằ ng nước nóng. Hòa tan khối chảy bằng 20 ÷ 25 ml axit clohidric d=1,19. 7.1.3. Tách axit silicic và xác định silic dioxit Dung dịch thu được bằng một trong hai cách phân hủy mẫu ở trên đem đun nóng và làm bay h ơ i trên bếp cách th ủy hoặc cách cát. Thỉnh thoảng dùng đũa thủy tinh khuấy dung dịch và làm tơi kết tủa. Cô cho d ung dịch đến dạng muối ẩm. Sau đó thêm 10 ml dung dịch axit cloh i dric d=1,19. Tia nước rửa thành cốc rồi đun nóng để hòa tan muối. Cho 10 ml dung dịch gelatin 1 %, khuấy kỹ dung dịch khoảng 2 phút đến 3 ph ú t. Thêm 30 ml nước nóng. Đ ể yên trên bếp cách thủy 10 phút. Lọc dung dịch vào b ì nh định mức 250 ml qua giấy lọc băng xanh (Φ 11 cm). R ử a kết tủa 3 ÷ 4 lần bằng axit clohidric 2 % và sau đó rửa 8 ÷ 10 lần bằng nước nóng đến sạch ion C l - (thử bằng dung dịch bạc nitrat). Chuyển k ế t tủa vào chén bạch kim đã được nung trước ở 900 ° C đến khối lượng không đổi. Tro hóa giấy lọc v à nung kết tủa ở 950 ° C trong 1,5 ÷ 2 giờ. Lấy chén ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệ t độ phòng và đ e m cân. N ế u cần, tiếp tục nung đến khi khối lượng cân được không thay đổi. Cho v à o kết tủa vài giọt axit sunfuric (1+1) , 5 ÷ 6 ml axit flohidric 40 %. Đun nóng đến thoát khí anhidrit sun f urơ và bốc kh ô . Phần bã còn lại trong chén sau khi xử lí với axit flohidric ở trên đem nung ở 950 ° C trong 10 phút. Lấy ra, để nguội trong b ì nh hút ẩ m rồi cân lại khối lượng. Hiệu số khối lượng trước và sau khi xử lí bằng 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 ch ả y bằng nước nóng để axit hóa b ằ ng vài giọt axit clohidric. Dung dịch thu được đem nhập với phần nước lọc tách silic trong bình đ ị nh mức 250 ml ở trên. Định mức đến vạch b ằ ng nước. Lắc đều dung dịch (dung dịch I) Dung dịch này dùng để xác định các nguyên t ố tiếp theo (nhôm, sắt, titan, canxi, magie v.v.). 7.2. Xác định sắt: L ấ y chính xác 5 ÷ 10 ml dung dịch I cho vào bình định mức 50 ml. Thêm nước đến thể tích 25 ml. Sau đó thêm 10 ml dung dịch axit sunfosalixilic 10 %, trung h òa bằng dung dịch amoniac 25 % đ ế n khi dung dịch chuyển sang màu vàng, cho dư 2 ml nữa. Định mức đến vạch bằng nước, lắc đều. Sau 15 phút đo mật độ quang của phức màu tại bước sóng 430 nm với cuvet có chiều dày lớp hấp thụ 10 ÷ 30 mm (tùy theo hàm lượng sắt). Xây dựng đồ thị chuẩn: Lập một dãy chuẩn với những thể tích dung dịch chuẩn của sắt theo thứ tự: 0,0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 ml trong các bình định mức 50 ml.Thêm tất c ả các thuốc thử và tiếp tục tiến hành như khi phân tích mẫu. 8 Tính kết quả 8.1 Tính hàm lượng sắt (III) oxit tổng số Hàm lượng sắt (III) oxit tổng số được tính theo công thức: trong đó: a: Lượng sắt (III) oxit tìm được theo đồ thị chuẩn ứng với mật độ quang đo được, mg. V h : Thể tích dung dịch mẫu lấy để phân tích, ml; V d m : Thể tích định mức dung dịch mẫu, ml; G: Khối lượng phần mẫu thử (g). 8.2. Sai s ố phân tích Sai lệch lớn nhất giữa hai kết quả xác định song song hoặc đối song không vượt quá giá trị A trong bảng sau: Số TT Dải hàm lượng (% Fe 2 O 3(ts) ) Sa i lệch tuyệt đối (%) 1 0,005 ÷ <0,010 0,003 2 0,010 ÷ <0,020 0,008 3 0,020 ÷ <0,050 0,010 4 0,050 ÷ <0,100 0,020 5 0,100 ÷ <0,200 0,030 6 0,200 ÷ <0,500 0,040 7 0,500 ÷ 1,00 0,050 9 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm bao gồm các thông tin sau: a) Viện dẫn tiêu chu ẩ n 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 quả 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 quả của mẫu thử. Thư mục tài liệu tham khảo Tiêu chu ẩ n ngành - Phương pháp trắc quang xác định hàm lượng sắt tổng số trong mẫu siliacat (T.C.N . 01-VI PTH/94)