TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10620:2014 (ISO 11210:2014) VỀ ĐỒ TRANG SỨC – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PLATIN TRONG HỢP KIM PLATIN DÙNG LÀM ĐỒ TRANG SỨC – PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LƯỢNG SAU KHI KẾT TỦA DIAMONI HEXACLOROPLATINAT

TCVN 10620:2014

ISO 11210:2014

ĐỒ TRANG SỨC – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PLATIN TRONG HỢP KIM PLATIN DÙNG LÀM ĐỒ TRANG SỨC – PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LƯỢNG SAU KHI KẾT TỦA DIAMONI HEXACLOROPLATINAT

Jewellery – Determination of platinum in platinumum jewellery alloys – Gravimetric determination after prepitation of diammonium hexachloroplatinate

Lời nói đầu

TCVN 10620:2014 hoàn toàn tương đương ISO 11210:2014.

TCVN 10620:2014 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 174, Đồ trang sức biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

ĐỒ TRANG SỨC – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PLATIN TRONG HỢP KIM PLATIN DÙNG LÀM ĐỒ TRANG SỨC – PHƯƠNG PHÁP TRỌNG LƯỢNG SAU KHI KẾT TỦA DIAMONI HEXACLOROPLATINAT

Jewellery – Determination of platinum in platinumum jewellery alloys – Gravimetric determination after prepitation of diammonium hexachloroplatinate

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp trọng lượng để xác định platin trong hợp kim platin làm đồ trang sức, thích hợp nhất trong phạm vi độ tinh khiết nêu tại TCVN 10616 (ISO 9202).

Những hợp kim này có thể chứa paladi, iridi, rhodi, đồng, cobalt, vàng, rutheni, gali, chromi, indi, và không quá 5% vonfram. Một số thay đổi được chỉ ra khi có mặt paladi, iridi, rhodi, vàng hoặc rutheni.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu dưới đây là rất cần thiết đối với việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu có ghi năm công bố, áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu không có năm công bố, áp dụng phiên bản mới nhất kể cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 9877 (ISO 11596), Đồ trang sức – Phương pháp lấy mẫu các hợp kim kim loại quý dùng làm đồ trang sức và các sản phẩm liên quan.

3. Nguyên lý

Mẫu được hòa tan trong nước cường toan. Sau khi chuyển đổi dung dịch mẫu sang môi trường axit yếu, platin được kết tủa dưới dạng diamoni hexacloroplatinat. Kết tủa được chuyển đổi sang dạng kim loại. Các nguyên tố hợp kim đồng kết tủa được phân tích xác định trong xốp platin tái hòa tan và được đo bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) hoặc quang phổ phát xạ quang học plasma cảm ứng (ICP-OES), và một sự hiệu chỉnh được áp dụng.

4. Thuốc thử

Trong quá trình phân tích, nếu không có thỏa thuận nào khác, chỉ sử dụng thuốc thử có độ tinh khiết phân tích được công nhận và chỉ dùng nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

4.1. Axit clohydric (HCl), khoảng 30 % đến 37 % HCl (khối lượng).

4.2. Axit clohydric loãng, 18 % HCl (khối lượng).

4.3. Axit nitric (HNO₃), khoảng 65% đến 69 % HNO₃ (khối lượng).

4.4. Dung dịch amôni clorua (NH₄Cl), dung dịch bão hòa lạnh.

4.5. Khí hoàn nguyên, như hydro hoặc hỗn hợp hydro/nitơ.

4.6. Khí trơ, như khí cacbon dioxyt hoặc nitơ.

4.7. Nước cường toan

Trộn lẫn ba thể tích axit clohydric (4.1) và một thể tích axit nitric (4.3).

5. Thiết bị, dụng cụ

5.1. Thiết bị thí nghiệm thông thường.

5.2. Thiết bị hoàn nguyên, xem Hình A.1.

5.3. AAS hoặc ICP-OES, có khả năng xác định vết kim loại.

5.4. Lò múp, có khả năng đạt nhiệt độ nhỏ nhất 1000^oC.

5.5. Giấy lọc không tàn, có khả năng giữ lại các hạt 3 µm.

5.6. Cân phân tích, với độ chính xác tới 0,01 mg.

6. Lấy mẫu

Phương pháp lấy mẫu phải phù hợp với TCVN 9877 (ISO 11596).

7. Cách tiến hành

CẢNH BÁO: Các biện pháp bảo đảm an toàn và sức khỏe cần được đề cập tới.

7.1. Hợp kim platin làm đồ trang sức có không quá 5 % iridi, rođi, ruteni hoặc vonfram.

Cân một mẫu chứa 250 đến 300 mg platin với độ chính xác đến 0,01mg và chuyển vào một cốc thủy tinh 100 ml. Hòa tan mẫu bằng 20 ml nước cường toan (4.7) trong cốc được đậy bằng một mặt kính đồng hồ hoặc trong một bình kín chịu áp suất, đun nóng từ từ.

Bất kỳ vật nào không tan còn lại sau quá trình này phải được lọc ra ở giai đoạn này và thành phần của nó được xác minh để hiệu chỉnh hợp lý kết quả.

Bốc hơi dung dịch 5 lần không để cặn trở thành khô và không để vượt quá nhiệt độ 90^oC, mỗi lần thêm 2 ml axit clohydric loãng (4.2) trước khi bắt đầu bốc hơi lại.

Nếu để vượt quá nhiệt độ này, platin có thể bị khử đến Pt(II) hoặc thậm chí Pt(I) và cần phải oxy hóa lại với khoảng 0,1 ml axit nitric (4.3). Sau lần bốc hơi cuối cùng, hòa tan muối platin còn ẩm trong 1 ml axit clohydric (loãng 4.2) và thêm vào 4 ml nước. Thêm 40 ml dung dịch amôni clorua bão hòa (4.4) ở 85^oC ± 5^oC vào dung dịch trong suốt này. Platin bị kết tủa dưới dạng (NH₄)₂[PtCl₆] màu vàng. Dung dịch cùng với (NH₄)₂[PtCl₆] kết tủa được bốc hơi đến gần khô tại nhiệt độ này. Việc gia nhiệt từ từ phải được tiếp tục cho đến khi khí hydro clorua không còn bay ra nữa. Để yên cho nguội. Vừa khuấy vừa thêm lượng nước vừa đủ để hòa tan tinh thể amôni clorua còn dư lại.

Lọc ngay kết tủa (NH₄)₂[PtCl₆] trên một tờ giấy lọc (5.5) đã được tẩm ướt bằng dung dịch amôni clorua (4.4). Rửa kỹ kết tủa với dung dịch amôni clorua (4.4). Lau sạch cốc thủy tinh và mặt kính đồng hồ bằng một tờ giấy lọc thứ hai. Sau khi phân hủy amôni clorua dư, kiểm nghiệm dung dịch lọc để xác định platin còn dư lại bằng các thiết bị thích hợp như AAS hoặc ICP-OES (5.2).

Giấy lọc chứa kết tủa được gói trong giấy lọc thứ hai, chuyển vào một chén sứ và được phủ lên một lớp mỏng (2 mm) amôni clorua. Sau đó, chén này được đặt bên trong một chén có nắp đậy. Cẩn thận làm khô kết tủa trong chén trên một bếp điện có thể điều chỉnh được nhiệt độ từ từ hoặc trong lò có chương trình. Bằng cách ban đầu làm khô ở 50^oC đến 70^oC và sau đó nung nóng đến 340^oC, tất cả amôni clorua bị mất hết. Hóa tro giấy lọc (5.5) và cặn (NH4)2[PtCl6] ở nhiệt độ 500^oC đến 600^oC không để cháy thành ngọn lửa. Cuối cùng lấy nắp chén ra và nung 1 đến 3 h trong lò múp (5.4) ở nhiệt độ 900^oC đến 1000^oC. Để đảm bảo phân hủy triệt để, trong quá trình nung có thể cần làm vụn tủa rắn trong chén thành những mẩu nhỏ.

CHÚ THÍCH: Amoni clorua phân hủy ở 340^oC.

Sự hấp thụ đáng kể oxy có thể xảy ra trong quá trình nung nếu như paladi, iridi, rhodi hoặc đồng có mặt trong xốp platin. Oxy hóa có thể tránh được bằng cách nung trong khí hoàn nguyên (4.5) sau đó làm nguội trong khí trơ (4.6).

Cân khối lượng platin kim loại thu được.

Đo các nguyên tố đồng kết tủa bằng phương tiện thích hợp như AAS hoặc ICP-OES (5.3).

7.2. Hợp kim platin làm đồ trang sức có iridi, rhodi hoặc rutheni lớn hơn 5 %, hoặc vàng lớn hơn 0,5 %

Phương pháp đã trình bày kết quả trong qua trình kết tủa hoàn toàn platin trong mẫu. Tuy nhiên, trong những điều kiện nhất định một phần nhỏ paladi có thể kết tủa dưới dạng (NH₄)₂[PdCl₄] cùng với (NH₄)₂[PtCl₆], và iriddi, rođi và rutheni có thể đồng kết tủa. Ngoài ra, nếu vàng có mặt với những lượng vượt quá 5 phần nghìn, có thể kết tủa với amôni clorua dưới dạng diamôni tricloroaurat (NH₄)₂[AuCl₃]. Đồng cũng có khuynh hướng kết tủa trong dung dịch amoni clorua nồng độ cao.

Sự có mặt của các tạp chất này trong mẫu platin cuối cân được có thể được nhận biết khi tiếp tục hòa tan nó trong 20 ml nước cường toan (4.7), sử dụng, ví dụ AAS hoặc ICP-OES (5.3).

Nếu vàng có mặt trong mẫu lớn hơn 0,5%, phải tách nó ra trước khi kết tủa platin. Việc này được thực hiện bằng cách kết tủa dạng khử với lưu huỳnh dioxyt trong dung dịch axit clohydric sau khi đã đuổi hết axit nitric. Khí lưu huỳnh dioxyt được thổi qua dung dịch cho đến khi không có thêm kết tủa vàng nữa. Kết tủa được lọc ra và có thể cân nếu cần.

Trong hợp kim platin chứa iridi hoặc rhodi lớn hơn 10 % hoặc rutheni lớn hơn 5 %, việc phân hủy mẫu trong nước cường toan (4.7) có thể yêu cầu vận hành trong một bình kín chịu áp suất.

Rutheni phải được loại khỏi dung dịch thu được trước giai đoạn khi platin được kết tủa bằng cách cho khí clo chạy qua dung dịch và bằng cách lọc kết tủa.

8. Phương pháp tính toán và biểu thị kết quả

8.1. Phương pháp tính

Nếu khối lượng được cân sau cùng chỉ chứa riêng platin, tiến hành tính hàm lượng platin w_Pt, bằng phần nghìn khối lượng (‰), sử dụng công thức (1):

                                                                                       (1)

Trong đó:

m₁ khối lượng mẫu, tính bằng miligam;

m₂ khối lượng platin trong dung dịch lọc, tính bằng miligam;

m₃ khối lượng platin cân cuối cùng, tính bằng miligam.

Nếu khối lượng cân sau cùng có chứa các nguyên tố khác, hàm lượng platin w_Pt, được tính bằng phần nghìn theo khối lượng (‰), sử dụng công thức (2):

                                                                               (2)

Trong đó:

m_X tổng khối lượng các nguyên tố khác, tính bằng miligam;

8.2. Độ lặp lại

Kết quả của hai lần xác định giống nhau phải tương đương không lệch quá ba phần nghìn theo khối lượng (‰) của platin. Nếu độ lệch lớn hơn so với giá trị này, phải lặp lại phép thử.

9. Báo cáo thử

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

a) Nhận diện mẫu thử bao gồm nguồn gốc, ngày tháng nhận, hình dạng mẫu;

b) Phương pháp lấy mẫu;

c) Viện dẫn tiêu chuẩn này, TCVN 10620 (ISO 11210);

d) Hàm lượng platin của mẫu tính bằng phần nghìn theo khối lượng (‰), dưới dạng các giá trị riêng lẻ và giá trị trung bình.

e) Bất kỳ sai lệch nào so với phương pháp quy định trong tiêu chuẩn này;

f) Bất kỳ điều gì không bình thường quan sát thấy trong quá trình xác định;

g) Ngày tháng năm thử nghiệm;

h) Nhận diện phòng thí nghiệm thực hiện phân tích này;

i) Tên, chữ ký của người quản lý phòng thí nghiệm và của người thực hiện.

Phụ lục A
(Tham khảo)

Thiết bị hoàn nguyên theo Rose

CHÚ DẪN:

1 Dòng khí;

2 Chén Rose có nắp;

3 Đèn khí.

Hình A.1 – Thiết bị hoàn nguyên

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 10616 (ISO 9202), Đồ trang sức – Độ tinh khiết của hợp kim kim loại quý.