TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 12202-2:2018
ĐẤT, ĐÁ QUẶNG APATIT VÀ PHOTPHORIT – PHẦN 2: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHOTPHO BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ
Apatite and phosphorite ores - Part 2: Determination of phosphorus content - Titrimetric method
Lời nói đầu
TCVN 12202-2:2018 do Tổng Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam biên soạn, 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.
Bộ TCVN Đất, đá quặng apatit và photphorit gồm các phần sau:
1 | TCVN 12202-1:2018 | Phần 1: Xác định hàm lượng chất không tan bằng phương pháp khối lượng |
2 | TCVN 12202-2:2018 | Phần 2: Xác định hàm lượng photpho bằng phương pháp chuẩn độ |
3 | TCVN 12202-3:2018 | Phần 3: Xác định hàm lượng photpho bằng phương pháp quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES) |
4 | TCVN 12202-4:2018 | Phần 4: Xác định hàm lượng flo bằng phương pháp chuẩn độ và phương pháp đo màu |
5 | TCVN 12202-5:2018 | Phần 5: Xác định hàm lượng titan bằng phương pháp đo màu |
6 | TCVN 12202-6:2018 | Phần 6: Xác định hàm lượng silic bằng phương pháp khối lượng |
7 | TCVN 12202-7:2018 | Phần 7: Xác định hàm lượng canxi, magie bằng phương pháp quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-OES) |
8 | TCVN 12202-8:2018 | Phần 8: Xác định hàm lượng sắt tổng số và sắt (II) bằng phương pháp chuẩn độ bicromat |
9 | TCVN 12202-9:2018 | Phần 9: Xác định hàm lượng lưu huỳnh bằng phương pháp khối lượng |
ĐẤT, ĐÁ QUẶNG APATIT VÀ PHOTPHORIT – PHẦN 2: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHOTPHO BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ
Apatite and phosphorite ores - Part 2: Determination of phosphorus content - Titrimetric method
1 Phạm vi áp dụng
Quy trình này quy định phương pháp chuẩn độ xác định hàm lượng photpho (quy về P2O5) từ 0,5 % đến 40 % trong mẫu apatit, photphorit.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên 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 đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 4851 (ISO 3696), Nước dùng để phân tích 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
Trong môi trường axit nitric 5% đến 10 % thể tích với sự có mặt của amoni nitrat, ion photphat phản ứng với amoni molipdat cho kết tủa màu vàng amoni photphomolipdat. Kết tủa được hòa tan trong lượng dư natri hidroxit. Chuẩn độ lượng dư natri hidroxit bằng axit nitric, từ đó xác định được lượng photpho có trong mẫu.
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 Amoni hidroxit NH4OH 25 % và dung dịch (1+1).
4.2 Axit nitric HNO3 (d=1,40).
4.3 Axit nitric HNO3 (d=1,20)
Hòa tan 450 ml HNO3 (d=1,40) vào trong 550 ml nước cất.
4.4 Axit nitric HNO3 dung dịch chuẩn 0,1 N.
4.5 Natri hidroxit NaOH dung dịch 0,1 đến 0,2 N
Cân 50 g đến 60 g natri hidroxit rắn, pha trong 10 l nước cất, thêm vào 4 g đến 5 g bari clorua, khuấy kỹ. Để yên dung dịch trong 3 ngày. Lọc lấy dung dịch trong.
4.6 Axit clohydric HCl (d=1,19).
4.7 Amoni molipdat dung dịch 7,5 %
Hòa tan 150 g amoni molipdat trong 1000 ml nước nóng 60 °C đến 70 °C. Vừa đổ từ từ vừa khuấy mạnh dung dịch amoni molipdat vào 1000 ml axit nitric (d=1,20). Sau 3 ngày, lọc qua giấy lọc chảy trung bình, thu dung dịch trong suốt. Bảo quản dung dịch trong chai thủy tinh màu nâu.
4.8 Phenolphtalein dung dịch 0,1 %
Hòa tan 0,1 g phenolphtalein trong 60 ml cồn, thêm vào 40 ml nước cất, lắc đều.
Hòa trộn từ từ, cẩn thận 60 ml axit nitric (d=1,40) với 40 ml amoni hidroxit 25 % theo thể tích (4.1) trong 500 ml nước, lắc đều.
Đun sôi nước mới cất trong 20 min đến 30 min. Đậy kín bình đựng, làm nguội nhanh bằng nước đá. Đậy kín bình bằng nút có ống chứa canxi oxit khan;
Xác định tỷ lệ nồng độ của dung dịch natri hidroxit và axit nitric (xác định hệ số k):
Lấy 10 ml đến 20 ml dung dịch natri hidroxit có nồng độ 0,1 N đến 0,2 N vào bình nón dung tích 250 ml. Thêm vào mỗi bình 3 giọt phenolphatalein 0,1 % chuẩn độ bằng dung dịch axit nitric 0,1 N tới mất màu hồng.
Thêm 1 đến 2 giọt phenolphtalein 0,1 % nếu xuất hiện màu hồng thì chuẩn độ tiếp tục với axit nitric tới mất màu hồng (chú ý làm 3 mẫu).
Hệ số k tính theo công thức:
(1) |
trong đó:
VNaOH: Thể tích dung dịch natri hidroxit lấy để xác định, ml;
VHNO3 : Thể tích dung dịch axit nitric 0,1 N tiêu tốn khi chuẩn độ, ml.
(Hệ số k là hệ số trung bình cộng của 3 lần chuẩn độ)
4.12 Dung dịch tiêu chuẩn photpho 0,001 g P2O5/ml
Hòa tan 1,9175 g KH2PO4 (đã sấy khô 2 h ở 70 °C đến 80 °C) trong nước cất, thêm vào 40 ml axit nitric 0,1 N. Chuyển vào bình định mức 1 l, thêm nước đến vạch, lắc đều.
Xác định độ chuẩn dung dịch NaOH theo P2O5:
Hút lần lượt 10 ml, 20 ml, 25 ml dung dịch photpho có nồng độ 0,001 g/ml. Thêm từng giọt amoni hidroxit (1+1) tới xuất hiện kết tủa. Thêm 29 ml axit nitric (d=1,20) và 9 ml amoni hidroxit 25%. Thêm nước để thể tích chung là 70 ml. Kết tủa chậm bằng 50 ml dung dịch amoni molipdat 7,5%. Để cách đêm. Tiến hành tiếp tục như phân tích mẫu (xem phần tiến hành xác định từ 7.2).
Độ chuẩn của các lần xác định (T) tính theo công thức:
(2) |
trong đó:
Độ chuẩn P2O5 của dung dịch KH2PO4, g P2O5/ml; | |
V | Thể tích dung dịch KH2PO4 lấy xác định, ml; |
VNaOH | Thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn, khi chuẩn độ, ml; |
Thể tích dung dịch HNO3 tiêu tốn khi chuẩn độ, ml; | |
k | Hệ số tỷ lệ nồng độ giữa NaOH và HNO3 |
Độ chuẩn của dung dịch NaOH theo P2O5 bằng trung bình cộng độ chuẩn của các lần xác định T:
(3) |
5 Thiết bị, dụng cụ
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm và các thiết bị, dụng cụ sau:
5.1 Pipet một mức theo TCVN 7151.
5.2 Bình định mức theo TCVN 7153.
5.3 Bình nón dung tích 200 ml.
5.4 Cốc thủy tinh chịu nhiệt dung tích 250 ml.
5.5 Buret, pipet 25 ml, 50 ml.
6 Chuẩn bị mẫu thử
Chuẩn bị và gia công mẫu thử theo TCVN 9924:2013
7.1 Quá trình kết tủa
Lấy 25 ml dung dịch 1 (Vh) (mục 7.2, dung dịch sau khi tách SiO2 TCVN 12202-6:2017) cho vào bình nón (hoặc cốc) dung tích 250 ml. Thêm từng giọt NH4OH (1+1) (4.1) đến khi xuất hiện kết tủa. Dùng buret (5.3) thêm vào 29 ml HNO3(d=1,20) (4.2) và 9 ml NH4OH 25 % (Thêm dần dần và lắc đều, nếu trời lạnh cần làm nóng ấm). Vừa lắc, vừa thêm dần dần 50 ml amoni molipdat 7,5 %. Để tủa cách đêm, hoặc lắc liên tục trong 2 h.
7.2 Xử lý kết tủa và xác định photpho pentoxit (P2O5)
Lọc tủa qua giấy lọc chảy chậm Φ 11, rửa 2 lần đến 3 lần bằng dung dịch rửa (4.9), sau đó rửa bằng nước cất tới khi nước rửa có môi trường gần trung tính (kiểm tra theo giấy đo pH), tiếp tục rửa bằng nước (4.10) đã khử CO2 đến khi nước rửa hết phản ứng axit (kiểm tra bằng cách hứng lấy 10 ml nước rửa, thêm vào 1 giọt NaOH 0,1 M (4.3) và 1 giọt phenolphtalein (4.7) 0,1 %, dung dịch phải có màu hồng nhạt).
Chuyển kết tủa và giấy lọc vào bình nón (5.1) (hoặc cốc) 250 ml đã dùng kết tủa, thêm vào 30 ml nước (4.10) đã khử CO2. Lắc đều hoặc dùng đũa thủy tinh khuấy nhẹ cho kết tủa tách phân bố đều trong dung dịch. Tiến hành hòa tan tủa amoni - photpho - molipdat bằng lượng dư dung dịch chuẩn NaOH như sau: Dùng buret (5.3) chứa dung dịch natri hidroxit (4.3) có độ chuẩn theo P2O5 để thêm từ từ vào cốc đã dầm kết tủa cho đến khi hết màu vàng, thêm vào 3 giọt phenolphalein (4.7), tiếp tục cho dung dịch natri hidroxit đến khi dung dịch có màu hồng bền, rồi cho thêm 3 ml đến 5 ml dung dịch NaOH (4.3) nữa. Đọc và ghi thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn (VNaOH).
Dùng đũa thủy tinh dầm kỹ để kết tủa tan hết. Chuẩn độ lượng dư NaOH bằng HNO3 0,1 N đến gần mất màu hồng của dung dịch, thêm vào 1 giọt đến 2 giọt phenolphtalein, tiếp tục chuẩn độ bằng HNO3 (4.2) đến mất màu hồng. Đọc và ghi thể tích HNO3 tiêu tốn ( VHNO3).
8 Tính kết quả
8.1 Tính hàm lượng photpho
Hàm lượng photpho quy về % P2O5 biểu thị theo phần trăm (%) khối lượng, được tính bằng công thức sau:
%P2O5 = | (4) |
trong đó:
VNaOH | Thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn, khi chuẩn độ, ml; |
VHNO3 | Thể tích dung dịch HNO3 tiêu tốn khi chuẩn độ, ml; |
K | Hệ số tỷ lệ nồng độ của dung dịch chuẩn độ axit HNO3 và NaOH (hệ số thực nghiệm), tính theo công thức (1); |
Độ chuẩn của dung dịch NaOH theo P2O5, g/ml, tính theo công thức (2); | |
Vdm | Thể tích định mức dung dịch hòa tan mẫu sau khi tách axit silicic, 250 ml; |
Vh | Thể tích dung dịch lấy để phân tích, ml; |
m | Khối lượng mẫu cân, g. |
8.2 Sai số phân tích
Sai lệch lớn nhất giữa hai kết quả xác định song song hoặc đối song không vượt quá giá trị D trong Bảng 1:
Bảng 1 - Sai số phân tích
Cấp hàm lượng P2O5 (%) | Sai số tương đối D (%) |
Từ 0,50 đến nhỏ hơn 1,00 | 17 |
Từ 1,00 đến nhỏ hơn 2,00 | 12 |
Từ 2,00 đến nhỏ hơn 5,00 | 9,0 |
Từ 5,00 đến nhỏ hơn 10,00 | 8,9 |
Từ 10,00 đến nhỏ hơn 20,00 | 7,5 |
Từ 20,00 đến nhỏ hơn 30,00 | 4,4 |
Từ 30,00 đến nhỏ hơn 40,00 | 3,0 |
9 Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm bao gồm các thông 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) kết quả thử nghiệm;
f) ngày báo cáo kết quả thử;
h) bất kỳ các đặc điểm đã ghi nhận trong quá trình xác định, các thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này có thể ảnh hưởng đến kết quả của m
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] Tiêu chuẩn ngành - Phương pháp chuẩn độ thể tích xác định hàm lượng photpho trong quặng Apatit, Photphoric (ký hiệu QT AP.03-HH/05).