Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11647:2016 (ISO 6121:1988) về Chất hoạt động bề mặt - Alkan sulfonat kỹ thuật - Xác định tổng hàm lượng alkan monusulfonat bằng phương pháp chuẩn độ hai pha trực tiếp

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11647:2016

ISO 6121:1988

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT - ALKAN SULFONAT KỸ THUẬT - XÁC ĐỊNH TỔNG HÀM LƯỢNG ALKAN MONUSULFONAT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ HAI PHA TRỰC TIẾP

Surface active agents - Technical alkane sulfonates - Determination of alkane monosulfonates content by direct two-phase titration

Lời nói đầu

TCVN 11647:2016 hoàn toàn tương đương với ISO 6121:1988.

TCVN 11647:2016 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC91Chất hoạt động bề mặt biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Phương pháp phân tích trên cơ sở chiết với dung môi chọn lọc đã được áp dụng thành công trong phân tích natri alkan sulfonat kỹ thuật trong ISO 893 dẫn đến các kết quả chỉ gần đúng trong quá trình kiểm tra phân tích sản phẩm của quá trình sulfoclo hóa và sulfooxy hóa các parafin, do sự có mặt của các alkan disulfonat, cùng với các alkan monosulfonat, được hình thành trong quá trình tổng hợp. Tuy nhiên, do các tính chất khác nhau và các ứng dụng của hỗn hợp các monosulfonat và disulfonat có tỷ lệ tương đối khác nhau, sự hiểu biết về hàm lượng của những hỗn hợp như vậy là vô cùng quan trọng.

Do vậy, việc xây dựng phương pháp này là để xác định hàm lượng các alkan monosulfonat. Phương pháp này có thể áp dụng với tất cả các alkan monosulfonat tổng hợp và giảm thiểu sự gây nhiễu do các disulfonat.

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT - ALKAN SULFONAT KỸ THUẬT - XÁC ĐỊNH TỔNG HÀM LƯỢNG ALKAN MONUSULFONAT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ HAI PHA TRỰC TIẾP

Surface active agents - Technical alkane sulfonates - Determination of alkane monosulfonates content by direct two-phase titration

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng alkan monosulfonat của alkan sulfonat kỹ thuật chứa lượng nhỏ parafin.

Phương pháp này áp dụng cho tất cả các muối kim loại kiềm của sản phẩm của quá trình sulfoclohóa và sulfooxy hóa các parafin.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng 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 5454 (ISO 607), Chất hoạt động bề mặt và chất tẩy rửa - Các phương pháp phân chia mẫu.

TCVN 5455 (ISO 2271), Chất hoạt động bề mặt - Chất tẩy rửa - Xác định chất hoạt động anion bằng phương pháp chuẩn độ hai pha trực tiếp.

TCVN 7149 (ISO 385), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Buret.

TCVN 7153 (ISO 1042), Dụng cụ thủy tinh phòng thí nghiệm - Bình định mức một vạch.

ISO 648:1977, Laboratory glassware - one-mark pipettes (Dụng cụ thủy tinh phòng thí nghiệm - Pipet một vạch)

ISO 6845:1982, Surface active agents -Technical alkane sulfonates - Determination of the mean relative molecular mass of the alkane monosulfonates (Chất hoạt động bề mặt - Alkan sulfonat kỹ thuật - Xác định khối lượng phân tử tương đối trung bình của alkan sulfonat kỹ thuật).

3 Thuật ngữ, định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng thuật ngữ, định nghĩa sau.

3.1

Alkan monosulfonat (alkane monosulfonate)

Muối kim loại kiềm của axit monosulfonic có trong các sản phẩm kỹ thuật của quá trình sulfoclo hóa và sulfooxy hóa các parafin mạch thẳng có từ 12 đến 20 nguyên tử cacbon.

4 Nguyên tắc

Xác định hàm lượng alkan monosulfonat trong môi trường gồm pha nước và pha clorofom, với sự có mặt của natri sulfat, bằng cách chuẩn độ với dung dịch chuẩn độ tiêu chuẩn cation hoạt tính (benzethonium clorua), với chất chỉ thị gồm hỗn hợp nhuộm cation (dimidium bromua) và nhuộm anion (axit xanh 1).

CHÚ THÍCH: Mô tả quá trình hóa học được đưa ra trong TCVN 5455 (ISO 2271).

5 Thuốc thử

Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử có cấp độ tinh khiết phân tích và chỉ sử dụng nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

5.1 Clorofom, khối lượng riêng ở 20 °C (ϱ₂₀) là 1,48 g/mL, nhiệt độ chưng cất nằm trong khoảng 59,5 °C và 61,5 °C.

5.2 Natri sulfat, khan, nồng độ dung dịch 200 g/L.

5.3 Benzethonium clorua, dung dịch chuẩn độ tiêu chuẩn, c(C₂₇H₄₂CINO₂) = 0,004 mol/L. Benzyl dimetyl-2-[2-4(1,1,3,3-tetrametylbutyl)phenoxy-etoxy]etyl amoni clorua, monohydrat: [(CH₃)₃-C-CH₂-C-(CH₃)₂-C₆H₄OCH₂-CH₂OCH₂- CH₂-N-(CH₃)₂-CH₂-C₆H₅]⁺Clˉ.H₂O

5.3.1 Chuẩn bị dung dịch

Cân khoảng từ 1,75 g đến 1,85 g benzethonium clorua, chính xác đến 0,001 g, và hòa tan trong nước.

Chuyển định lượng dung dịch vào bình định mức một vạch dung tích 1000 mL được đậy bằng nút thủy tinh nhám và thêm nước đến vạch mức.

CHÚ THÍCH: Để chuẩn bị dung dịch 0,004 mol/L, làm khô benzethonium clorua ở nhiệt độ 105 °C, để nguội trong bình hút ẩm, cân 1,732 g chính xác đến 0,001 g, hòa tan trong nước và pha loãng đến 1000 mL.

5.3.2 Chuẩn hóa dung dịch

Sử dụng pipet, lấy 25 mL dung dịch chuẩn độ tiêu chuẩn natri lauryl sulfat, c(C₁₂H₂₅NaO₄S) = 0,004 mol/L, vào bình hoặc ống đong có dung tích 100 mL, và thêm 10 mL nước, 15 mL clorofom (5.1) và 10 mL dung dịch chỉ thị hỗn hợp (5.4).

Chuẩn độ với dung dịch benzethonium clorua (5.3); đậy nút bình hoặc ống đong sau mỗi lần thêm và lắc kỹ. Lớp phía dưới sẽ là màu hồng. Tiếp tục vừa chuẩn độ, vừa liên tục lắc mạnh. Khi đạt đến điểm cuối, nhũ tương hình thành trong quá trình lắc có xu hướng mất đi. Tiếp tục chuẩn độ từng giọt một, lắc sau mỗi lần bổ sung dung dịch chuẩn độ, cho đến khi đạt điểm cuối. Đây là thời điểm mà màu hồng hoàn toàn bị mất màu khỏi lớp clorofom, chuyển sang màu xanh xám nhạt.

5.3.3 Tính nồng độ

Nồng độ chính xác, c, của dung dịch benzenthonium clorua, được tính bằng molC₂₇H₄₂CINO₂trên lít, theo công thức

trong đó

c₀ là nồng độ chính xác của dung dịch natri lauryl sulfat được sử dụng để chuẩn độ trong 5.3.2, tính bằng mol C₁₂H₂₅NaO₄S trên lít;

V₀ là thể tích của dung dịch benzenthonium clorua được sử dụng để chuẩn độ trong 5.3.2, tính bằng mililit;

5.4 Dung dịch chỉ thị hỗn hợp

5.4.1 Dung dịch gốc

Dung dịch này được chuẩn bị từ axit xanh 1 và dimidium bromua.

5.4.1.1 Axit xanh 1(mã màu 42045) (disodium-4’,4”-dinitrilodietyltripenylmetan-2,4-disulfonat):

5.4.1.2  Dimidium bromua (3,8-diamino-5-metyl-6-phenyl-phenanthridinium bromua):

5.4.1.3 Chuẩn bị dung dịch gốc

Cân 0,5 g ± 0,005 g dimidium bromua (5.4.1.2), chính xác đến 0,001 g, cho vào cốc dung tích 50 mL, và cân 0,25 g ± 0,005 g axit xanh 1 (5.4.1.1) cho vào cốc dung tích 50 mL thứ hai.

Cho khoảng 20 mL đến 30 mL etanol 10 % (theo thể tích) nóng vào mỗi cốc.

Khuấy cho đến khi hòa tan và chuyển dung dịch vào bình định mức một vạch dung tích 250 mL. Tráng cốc bằng etanol và cho vào bình định mức và pha loãng đến vạch mức bằng etanol.

5.4.2 Dung dịch axit

Cho 200 mL nước vào 20 mL dung dịch gốc (5.4.1) trong bình định mức một vạch dung tích 500 mL. Thêm 20 mL dung dịch axit sulfuric (245 g/L), lắc và pha loãng đến vạch mức bằng nước. Bảo quản trong chỗ tối.

6 Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm và thiết bị, dụng cụ sau

6.1Bình định mức một vạch, dung tích 250 mL, phải phù hợp với các yêu cầu trong TCVN 7153 (ISO 1042).

6.2Ống đong hoặc bình, dung tích 100 mL, có nút thủy tinh nhám.

6.3Pipet một vạch, dung tích 20 mL, phù hợp với các yêu cầu loại A quy định trong ISO 648.

6.4 Buret, dung tích 25 mL, phù hợp với các yêu cầu loại A quy định trong TCVN 7149 (ISO 385).

7 Lấy mẫu

Mẫu phòng thử nghiệm của chất hoạt động bề mặt phải được chuẩn bị và bảo quản theo các chỉ dẫn nêu trong TCVN 5454 (ISO 607).

8 Cách tiến hành

(CẢNH BÁO: Phải tuân thủ các quy định về an toàn khi xử lý các dung môi độc hại).

8.1 Phần mẫu thử

Cân một lượng mẫu phòng thử nghiệm chứa khoảng 0,4 g đến 0,5 g alkan monosulfonat, chính xác đến 0,001 g, cho vào cốc dung tích 150 mL,

8.2 Phép xác định

Hòa tan phần mẫu thử (8.1) trong 50 mL nước và chuyển định lượng dung dịch vào bình định mức một vạch dung tích 250 mL (6.1). Thêm dung dịch rửa và pha loãng đến vạch mức bằng nước.

Trộn kỹ và sau đó sử dụng một trong những pipet (6.3), cho 20,0 mL dung dịch này vào ống đong hoặc bình (6.2). Tiếp tục sử dụng ống đong, thêm lần lượt 10 mL dung dịch natri sulfat (5.2),10 mL dung dịch chỉ thị hỗn hợp (5.4), và 15 mL clorofom (5.1). Đậy nút ống đong hoặc bình và lắc kỹ.

Chuẩn độ bằng dung dịch benzethonium clorua (5.3) đã có trong buret (6.4), trước tiên thêm liên tiếp từ 2 mL đến 3 mL. Sau mỗi lần thêm, đậy nút ống đong hoặc bình và lắc kỹ.

Lớp clorofom ở dưới sẽ là màu hồng. Tiếp tục chuẩn độ. Khi đạt đến điểm cuối, nhũ tương hình thành trong quá trình lắc có xu hướng mất đi và màu của lớp clorofom trở nên nhạt hơn.

Từ điểm này, tiếp tục chuẩn độ bằng cách cho thêm 0,5 mL, từng giọt từng giọt một, lắc sau mỗi lần cho thêm dung dịch chuẩn độ, cho đến khi đạt được điểm cuối. Đây là thời điểm mà màu hồng hoàn toàn bị mất màu khỏi lớp clorofom, chuyển sang màu xanh xám nhạt.

9 Biểu thị kết quả

9.1 Tính kết quả

Hàm lượng alkan monosulfonat, tính bằng phần trăm theo khối lượng, theo công thức sau

trong đó

V là thể tích của dung dịch benzethonium clorua (5.3) được dùng để chuẩn độ 20 mL phần mẫu nhỏ của dung dịch alkan monosulfonat, tính bằng mililit;

c là nồng độ chính xác của dung dịch benzethonium clorua (5.3), tính bằng mol C₂₇H₄₂ClNO₂ trên lít;

M_r là khối lượng phân tử tương đối của alkanmonosulfonat, được xác định theo ISO 6845;

m_olà khối lượng phần mẫu thử (8.1), tính bằng gam;

9.2 Độ chụm

Phân tích so sánh mẫu dung dịch dạng nước đồng nhất có chứa khoảng 25 % khối lượng của tổng chất hòa tan bao gồm alkan monsulfonat, disulfonat và polysulfonat ở dạng muối natri, natri sunphat và lượng nhỏ các parafin, được thực hiện ở 15 phòng thử nghiệm, các kết quả thống kê như sau:

- Hàm lượng alkan monsulfonat trung bình [% khối lượng] là 23,05;

- Độ lệch chuẩn của độ lặp lại, σ_r là 0,55;

- Độ lệch chuẩn của độ tái lập, σ_R là 1,57.

10 Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau:

a) Tất cả các thông tin cần thiết để nhận biết đầy đủ mẫu;

b) Viện dẫn phương pháp được sử dụng (viện dẫn tiêu chuẩn này);

c) Kết quả thử nghiệm và đơn vị tính được sử dụng;

d) Chi tiết thao tác bất kỳ không được quy định trong tiêu chuẩn này hoặc trong tiêu chuẩn viện dẫn, và bất kỳ thao tác nào được coi là tùy chọn cũng như bất kỳ sự cố nào ảnh hưởng đến các kết quả.