Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3873:1983 về Feromangan - Phương pháp xác định hàm lượng photpho

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 3873 - 83

FEROMANGAN - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHOTPHO

Ferromanganese - Methods for the determination of phosphorus content

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp so màu để xác định hàm lượng photpho trong feromangan.

Khi xác định photpho trong feromangan phải tuân theo những yêu cầu chung trong  TCVN 3968-83

1. THIẾT BỊ HÓA CHẤT VÀ DUNG DỊCH

Phổ quang kế hoặc máy so màu quang điện cùng các phụ kiện kèm theo.

Axit nitric, dung dịch (1+1), (1+3), (1+30) và (1+50).

Axit clohydric, dung dịch (1+30), (1+100), d 1,105 (pha loãng 560 ml axit clohydric d 1,19 đến 1l).

Axit sunfuric, dung dịch (1+1) (1+19).

Axit flohydric, dung dịch 40%.

Kali pemanganat, dung dịch 2,5%.

Natri nitric, dung dịch 10%.

Hydroxilamin clorua, dung dịch 20%.

Sắt (III) amoni sunfat, dung dịch 10%: 100 g muối trong  1l dung dịch axit sunfuric (1+19).

Natri cacbonat khan.

Rượu etylic.

Amoni hydroxit.

Amoni molipdat, kết tinh lại như sau: hòa tan 250 g amoni molipdat, trong khoảng 400 ml nước nóng. Lọc dung dịch qua giấy lọc dày. Để nguội, vừa khuấy vừa đổ vào 300 ml rượu etylic. Sau 1 giờ, lọc dung dịch qua giấy lọc trung bình. Rửa kết tủa 2-3 lần mỗi lần bằng 10 ml rượu etylic. Sấy khô tinh thể ngoài không khí. Dung dịch amoni molipdat 5% pha trước khi dùng.

Amoni vanadat.

Hỗn hợp dung dịch amoni molipdat và amoni vanadat;

- Dung dịch 1 chuẩn bị như sau: hòa tan 50 g amoni molipdat trong 500 ml nước nóng 50-60^oC, vừa khuấy vừa cho vào dung dịch 10 ml axit nitric, sau đó lọc dung dịch qua giấy lọc trung bình.

- Dung dịch II chuẩn bị như sau: hòa tan 1,5 g amoni vanadat trong 250 ml nước nóng 50-60^oC. Để nguội rồi pha loãng bằng 250 ml dung dịch axít nitric (1 + 3)

Trộn dung dịch I với dung dịch II, rồi thêm vào hỗn hợp 80 ml axit nitric d 1,40. Bảo quản dung dịch trong bình nâu.

Kali dihydro - phot phat, dung dịch 0,010 mg/ml.

Dung dịch A chuẩn bị như sau: cân 0,4393g muối đã kết tinh lại 2 lần và sấy khô ở nhiệt độ 110^oC, cho vào bình định mức 1l. Lấy vào bình 100 ml nước, lắc cho tan muối rồi cho nước đến vạch, 1l dung dịch chứa 0,1 mg photpho.

Dung dịch B chuẩn bị như sau: pha loãng dung dịch A gấp 10 lần, dùng trong ngày, 1 ml dung dịch chứa 0,010 mg phốtpho.

2. CÁCH TIẾN HÀNH

2.1. Phương pháp so màu phức axit dị đa màu xanh (khi hàm lượng photpho từ 0,01 đến 0,05%).

2.1.1. Bản chất phương pháp: phương pháp dựa vào phản ứng tạo thành axit dị đa photpho molipdic màu vàng, và axit này được khử về dạng phức chất màu xanh trong môi trường axit clohydric bằng ion sắt (II) với hydroxilamin clorua.

Đo mật độ quang bằng phổ quang kế ( nm) hay bằng máy so màu quang điện (kính lọc màu đỏ).

2.1.2. Cân 0,5 g mẫu cho vào bình nón dung tích 250 ml. Lấy vào bình 10 ml nước, 20 ml axit nitric d 1,40. Đậy bình bằng mặt kính đồng hồ rồi đun nhẹ trên bếp điện cho tan mẫu. Thêm 3 ml dung dịch kali pemanganat, đun sôi đến khi kết tủa dioxit mangan.

Hòa tan kết tủa dioxitmangan bằng từng giọt dung dịch natri nitric, đun sôi 2-3 phút nữa.

Bốc hơi dung dịch đến khô rồi để trên bếp thêm khoảng 15-20 phút nữa để đuổi các oxyt nitơ. Hòa tan cặn bằng 10 ml axit clohydric rồi lại bốc hơi đến cạn khô. Xử lý cặn đến khô một lần nữa bằng axit clohydric.

Hòa tan cặn trong 15-20 ml axit clohydric, thêm 50 ml nước, đun dung dịch đến sôi rồi lọc qua giấy lọc trung bình. Rửa kết tủa 3-4 lần bằng axit clohydric (1+100), 3-4 lần bằng nước nóng. Giữ dung dịch lại.

Chuyển giấy lọc cùng kết tủa vào chén bạch kim, hóa tro giấy lọc rồi nung ở 600-700^oC khoảng 10 phút. Để nguội, thấm ướt cặn bằng 2-3 giọt nước, thêm 3-4 giọt giọt axit sunfuric (1+1), 3-4 ml axit flohydric rồi bốc hơi đến khô. Nung cặn ở 600-700^oC vài phút. Để nguội, thêm 1 g natri cacbonat, nung chảy 5 phút ở 950-1000^oC. Hòa tan khối chảy trong 50 ml axit nitric (1+30) rồi nhập dung dịch thu được với dung dịch lọc ra ở trên.

Bốc hơi dung dịch đến thể tích 60-80 ml, để nguội, chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 100 ml, thêm nước đến vạch, lắc đều.

Lấy vào 2 bình định mức dung tích 100 ml, mỗi bình 25 ml dung dịch phân tích, 2 ml dung dịch sắt (III) amoni sunfat. Thêm nước đến thể tích 60-70 ml. Trung hòa dung dịch bằng amoni hydroxit đến xuất hiện kết tủa, hòa tan kết tủa bằng từng giọt axit clohydric d 1,105. Thêm 10 ml hydroxilamin clorua, đun nhẹ đến gần sôi. Lúc này dung dịch phải mất màu hoàn toàn.

Để nguội, thêm vào mỗi bình 10 ml axit clohydric d 1,105. Vừa lắc nhẹ vừa nhỏ từng giọt 8 ml dung dịch amoni molipdat vào 1 trong 2 bình cho đến xuất hiện màu xanh. Định mức bằng nước.

Sau 10-15 phút đo mật độ quang của dung dịch, dùng dung dịch không có amoni molipdat làm dung dịch so sánh.

Hàm lượng photpho xác định theo đường chuẩn.

2.1.3. Dựng đường chuẩn

Lần lượt lấy vào 3 bình định mức dung tích 100 ml: 0,1,2,,, 7 ml dung dịch tiêu chuẩn B, thêm nước đến thể tích 50-60 ml, 2 ml dung dịch sắt (III) amoni sunfat rồi tiếp tục làm như trong mục 3.1.2.

2.2. Phương pháp so màu phức axit dị đa photpho vanado-mo-lipdic màu vàng (khi hàm lượng photpho lớn hơn 0,05%)

2.2.1. Bản chất phương pháp: phương pháp dựa vào phản ứng tạo thành phức axit dị đa photphovanado - molipdic màu vàng trong môi trường axit nitric.

Đo mật độ quang của dung dịch bằng phổ quang kế ( = 415 mm) hay máy so màu quang điện (kính lọc màu xanh).

2.2.2. Cân 0,5g mẫu, khi hàm lượng photpho đến 0,2%, hay 0,2g khi hàm lượng photpho lớn hơn 0,2%, cho vào bình nón dung tích 250 ml. Lấy vào bình 10 ml nước, 20 ml axit nitric d 1,40. Đậy bình bằng mặt kính đồng hồ rồi đun nhẹ trên bếp điện cho tan mẫu. Thêm 3 ml dung dịch kali pemanganat, đun sôi cho đến khi kết tủa dioxit mangan.

Hòa tan kết tủa dioxit mangan bằng từng giọt natri nitric, đun sôi 2-3 phút nữa.

Bốc hơi dung dịch cho đến khi xuất hiện muối kết tinh. Để nguội cho vào bình 3 ml axit nitric (1+1), 40-50  ml nước đun đến sôi. Sau đó lọc dung dịch qua giấy lọc trung bình. Rửa kết tủa 3-4 lần bằng axit nitric (1+50), sau đó 3-4 lần bằng nước. Giữ dung dịch lại.

Chuyển giấy lọc cùng kết tủa vào chén bạch kim, hóa tro giấy lọc rồi nung ở nhiệt độ 600-700^oC khoảng 10 phút. Để nguội thấm ướt cặn bằng 2-3 giọt nước, thêm 3-4 giọt axit sunfuric (1+1), 3-4 ml axit flohydric rồi bốc hơi đến khô. Nung cặn 600-700^oC vài phút. Để nguội, thêm 1g natri cacbonat rồi nung chảy 5 phút ở 950-1000^oC. Hòa tan khối chảy trong 50 ml axit nitric (1+30) rồi nhập với dung dịch lọc ra ở trên.

Bốc hơi dung dịch đến còn  khoảng 60-80 ml, để nguội rồi chuyển vào bình định mức dung tích 100 ml. Định mức đến vạch bằng nước.

Lấy 20 ml dung dịch vào bình dịch mức dung tích 100 ml, thêm 10 ml nước, 6 ml axit nitric (1+1) rồi vừa lắc vừa thêm dung dịch hỗn hợp thuốc thử. Định mức đến vạch bằng nước

Sau 20 phút đo mật độ quang của dung dịch . Dùng nước làm dung dịch so sánh.

Hàm lượng photpho xác định theo phương pháp đường chuẩn.

2.2.3. Dựng đường chuẩn

Lần lượt lấy vào 8 bình định mức dung tích 100 ml: 0, 2, 6, 10, 14, 18, 22, 25 ml dung dịch tiêu chuẩn photpho B. Thêm nước đến thể tích 30 ml, sau đó 8 ml axit nitric (1+1), 10 ml dung dịch hỗn hợp thuốc thử, cho nước đến vạch, lắc đều. Sau 20 phút đo mật độ quang.

3. TÍNH KẾT QUẢ

3.1. Hàm lượng photpho (X) tính bằng phần trăm theo công thức:

V =

trong đó:

m - khối lượng photpho tìm được theo đường chuẩn, g;

m₁ - khối lượng mẫu trong phần dung dịch xác định, g.

3.2. Bảng sai lệch cho phép