TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 12202-7:2018
ĐẤT, ĐÁ QUẶNG APATIT VÀ PHOTPHORIT - PHẦN 7: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CANXI, MAGIE BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ PLASMA CẢM ỨNG (ICP-OES)
Apatite and phosphorite ores - Part 7: Determination of calcium and magiesium content - Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) method
Lời nói đầu
TCVN 12202-7:2018 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 lương 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 3: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CANXI, MAGIE BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ CẢM ỨNG (ICP-OES)
Apatite and phosphorite ores - Part 7: Determination of calcium and magiesium content - Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) method
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp phân tích quang phổ PLASMA (ICP) xác định nguyên tố canxi, magie có hàm lượng từ 0,05 % đến 10% trong mẫu đất, đá quặng apatit và 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
Sau khi nung chảy mẫu với Na2O2 trong chén Zirconi được hòa tan bằng dung dịch HCl. Dung dịch được phun vào ngọn lửa PLASMA. Đo cường độ phát xạ của nguyên tố Ca, Mg khi bị kích thích bởi nguồn năng lượng PLASMA từ đó xác định được hàm lượng của chúng bởi phương trình.
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 clohydric HCl (d=1,19), dung dịch (1+1), dung dịch 1 % (v/v).
4.2 Axit flohidric HF (d=1,14).
4.3 Axit nitric HNO3 (d=1,4).
4.4 Axit pecloric HClO4 (d=1,7).
4.5 Natriperoxyt Na2O2 dạng bột, loại PA tinh khiết dùng trong phân tích.
4.5 Dung dịch tiêu chuẩn dùng cho quang phổ ICP hàm lượng Ca, Mg có nồng độ 1000 mg/l.
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 Máy quang phổ PLASMA
5.4 Cân phân tích độ chính xác 0,0002 g.
5.5 Bình hút ẩm.
5.6 Bình khí Argon tinh khiết 99,99 %.
5.7 Bình định mức polyetylen dung tích 100 ml.
5.8 Micropipet tự động 2 ml, 5 ml, 10 ml.
5.9 Chén Teflon có nắp dung tích 50 ml.
6 Chuẩn bị mẫu thử
Chuẩn bị và gia công mẫu thử theo TCVN 9924:2013
Cân 0,1000 g mẫu đã sấy đến khối lượng không đổi ở 105 °C vào chén zirconi dung tích 15 ml và khoảng 0,5 g Na2O2 (4.5), trộn đều. Cho chén vào lò điện và nung chảy hỗn hợp ở nhiệt độ 600 °C đến khối đồng nhất khoảng 15 min đến 20 min. Lấy chén ra để nguội bớt, rửa tạp chất ở đáy chén bằng bằng HCl 1 % (4.1). Đặt chén vào cốc teflon dung tích 150 ml (5.8). Rót từ từ vào khoảng 10ml đến 15 ml nước cất sôi, để nguội bớt thêm vào 16 ml HCl (1+1) (4.1). Lấy chén ra rửa nó bằng vài ml HCl 1 % (4.1), sẽ thu được dung dịch trong suốt, định mức vào bình 200 ml, lắc đều.
Tiến hành đồng thời làm mẫu trắng của phương pháp (method bank).
7.2 Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn
Dung dịch tiêu chuẩn gốc của nguyên tố Canxi, Magie sử dụng dung dịch chuẩn dùng cho ICP có độ chuẩn 1000 mg/l (1000 ppm) có bán sẵn trên thị trường. Dung dịch dãy chuẩn của nguyên tố được chuẩn bị trong các bình định mức 100 ml các dung dịch gốc.
Sử dụng dung dịch tiêu chuẩn nguyên tố canxi, magie có độ chuẩn 1000 mg/l dùng cho ICP để pha dãy chuẩn có nồng độ lần lượt các nồng độ như bảng 1, trong nền dung dịch muối NaCl 0,75 % và nồng độ HCl 2 M, cụ thể:
Bảng 1 - Dung dịch dãy chuẩn của Ca và Mg
| TT | Nguyên tố | Nồng độ nguyên tố Ca và Mg trong dãy chuẩn (ppm) | ||||||
| A | B | C | D | E | F | G | ||
| 1 | Ca | 100 | 50 | 25 | 5 | 0,5 | 0,1 |
|
| 2 | Mg | 100 | 50 | 25 | 12,5 | 6,25 | 0,625 | 0,0625 |
| 3 | Dung dịch nền có nồng độ NaCl 0,75% và nồng độ HCl 2M | |||||||
7.3 Đo mẫu
Tiến hành đo phổ phát xạ nguyên tố Ca và Mg theo các thông số của thiết bị ICP - OES như sau:
| 1. Công suất máy phát (RF power): | 1150 W |
| 2. Thời gian từ khi hút dung dịch đến khi bắt đầu đo phổ: | 20 sec |
| 3. Kiểu đồ thị chuẩn lựa chọn: | nồng độ (concentration) |
| 4. Số lần lặp lại một phép đo: | 3 lần |
| 5. Tốc độ khí Ar tạo plasma: | 15 l/min |
| 6. Tốc độ khí Ar làm sạch đường truyền tín hiệu quang: | 4 l/min |
| 7. Tốc độ khí Ar làm sạch buồng chứa hệ quang học: | 4 l/min |
| 8. Tốc độ khí làm sạch camera: | 80 ml/min |
| 9. Áp lực khí Ar ở đầu vào nebulizer | 30 psi |
| 10. Tốc độ khí Ar bổ trợ: | 0,5 l/min |
| 11. Tốc độ bơm hút dung dịch mẫu vào nebulizer: | 120 rpm |
| 12. Chế độ đo: | xuyên tâm |
| 13. Thời gian đo ở các vùng bước sóng |
|
|
| Xuyên tâm |
| Vùng UV | 6 sec |
| Vùng Vis | 6 sec |
14. Bước sóng của nguyên tố Ca và Mg được lựa chọn cho phương pháp là λCa: 317,933 nm; λMg: 285,213 nm
CHÚ THÍCH: Các tham số trên có tính chất tham khảo. Các thiết bị có tính năng tương đương, chọn điều kiện đo theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
8 Tính kết quả
8.1 Tính hàm lượng canxi, magie
Hàm lượng nguyên tố Ca và Mg được tính theo công thức sau:
Ca(Mg)(%) = a x x 10-4
trong đó:
a Hàm lượng nguyên tố Ca hoặc Mg trong mẫu, tương ứng với cường độ phát xạ được đo trên đồ thị chuẩn, ppm.c;
Vđm là thể tích định mức của dung dịch đo phổ (ml);
m là khối lượng mẫu lấy để phân tích, (g);
10-4 Hệ số chuyển đổi từ ppm về %.
Hệ số chuyển đổi từ Ca sang CaO: K = MCaO/MCa= 56,08/40,08 = 1,3992
Hệ số chuyển đổi từ Mg sang MgO: K = MMgO/MMg = 50,31/24,31 = 2,0695
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 trong bảng 2
Bảng 2 - Sai số phân tích
| Cấp hàm lương Ca, Mg (%) | Sai lệch tương đối (%) |
| Từ 0,05 đến nhỏ hơn 0,5 | 19 |
| Từ 0,5 đến nhỏ hơn 5 | 10 |
| Từ 5 đến nhỏ hơn 10 | 8 |
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 mẫu thử.
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] Tiêu chuẩn ngành 2001- Phương pháp quang phổ Plasma xác định hàm lượng Ca, Mg trong đất, đá quặng mẫu địa chất quặng Apatit, Photphorit (ký hiệu TCN 01-IX ICP/01).