Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12202-2:2018 về Đất, đá quặng apatit và photphorit - Phần 2: Xác định hàm lượng photpho bằng phương pháp chuẩn độ

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:

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.

4.9  Giấy đo pH.

4.10  Dung dịch rửa

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.

4.11  Nước cất đã đuổi CO₂

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:

trong đó:

V_NaOH: Thể tích dung dịch natri hidroxit lấy để xác định, ml;

V_HNO3 : 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:

trong đó:

Độ chuẩn của dung dịch NaOH theo P₂O₅ bằng trung bình cộng độ chuẩn của các lần xác định T:

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  Cách tiến hành

7.1  Quá trình kết tủa

Lấy 25 ml dung dịch 1 (V_h) (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 (V_NaOH).

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 ( V_HNO3).

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:

trong đó:

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

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).