TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10764:2015 (ISO 10775:2013) VỀ GIẤY, CÁC TÔNG VÀ BỘT GIẤY – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CAĐIMI – PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10764:2015

ISO 10775:2013

GIẤY, CÁC TÔNG VÀ BỘT GIẤY – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CAĐIMI – PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Paper, board and pulps – Determination of cadmium content – Atomic absorption spectrometric method

Lời nói đầu

TCVN 10764:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 10775:2013.

TCVN 10764:2015 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC6 Giấy và sản phẩm giấy biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

GIẤY, CÁC TÔNG VÀ BỘT GIẤY – XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CAĐIMI – PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ

Paper, board and pulps – Determination of cadmium content – Atomic absorption spectrometric method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định vết cađimi trong tất cả các loại giấy, các tông và bột giấy, gồm các sản phẩm có chứa xơ sợi tái chế mà có thể bị đốt ướt trong axit nitric theo quy định trong tiêu chuẩn này.

Giới hạn xác định dưới phụ thuộc vào thiết bị sử dụng và thông thường bằng khoảng 10 mg/kg. Cađimi có trong pigment và trong chất độn mà không hòa tan trong axit nitric dưới các điều kiện của phép thử này có thể không xác định định lượng được.

CHÚ THÍCH: Đã có ý kiến cho rằng, sự hòa tan của cađimi từ pigment không phải canxi cacbonat là không hòa tan hoàn toàn với khoảng vài phần trăm.

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 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.

TCVN 1867 (ISO 287), Giấy và các tông – Xác định độ ẩm – Phương pháp sấy khô.

TCVN 3649 (ISO 186), Giấy và các tông – Lấy mẫu để xác định chất lượng trung bình.

TCVN 4407 (ISO 638), Bột giấy – Xác định hàm lượng chất khô.

ISO 7213:19811), Pulps – Sampling for testing (Bột giấy – Lấy mẫu cho thử nghiệm).

3  Nguyên tắc

Mẫu được xử lý với axit nitric trong một bình kín. Pha loãng dung dịch thu được và xác định hàm lượng cađimi bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng kỹ thuật lò graphit.

Quá trình đốt ướt có thể được thực hiện trong nồi hấp hoặc lò vi sóng.

4  Thuốc thử

Tất cả các thuốc thử sử dụng phải có độ tinh khiết cao nhất có thể. Các loại thuốc thử thông thường được ghi ‘pro analysi” hoặc “thuốc thử phân tích (analytical reagent-AR)“ thường không đủ độ tinh khiết. Chỉ sử dụng nước cất và nước khử ion mới chuẩn bị hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

CHÚ THÍCH: Có thể sử dụng các dung dịch thương phẩm có sẵn.

4.1  Axit nitric đậm đặc, c(HNO₃) = 15 mol/I

Sử dụng loại có chất lượng dành riêng cho xác định vết kim loại.

4.2  Axit nitric loãng, c(HNO₃) = 0,15 mol/l

Pha loãng 10 ml axit nitric đậm đặc (4.1) với nước đến một lít.

4.3  Dung dịch cađimi nitrat chuẩn, r(Cd) = (1,000 ± 0,002) g/l, ví dụ pha chế bằng cách hòa tan 2,774 g cađimi nitrat tetrahydrat, Cd(NO₃)₂.4H₂O trong 1 lít axit nitric, c(HNO₃) = 0,5 mol/l.

4.4  Dung dịch cađimi hiệu chuẩn gốc, r(Cd) = 1,00 mg/l.

Sử dụng pipet pha loãng chính xác 1,00 ml dung dịch cađimi chuẩn (4.3) đến 1 000 ml bằng axit nitric loãng (4.2) trong bình định mức. Trộn đều bằng cách lắc bình.

Dung dịch này có hạn sử dụng khoảng vài tháng nếu được bảo quản trong chai polyetylen.

4.5  Dung dịch biến tính nền

Trong tiêu chuẩn này khuyến cáo sử dụng một số loại dung dịch biến tính nền. Ba loại dung dịch được nêu trong các điều từ 4.5.1 đến 4.5.3 thường được sử dụng. Việc chọn dung dịch nào phụ thuộc vào đặc tính của dung dịch đó trong từng phòng thí nghiệm cụ thể, được đánh giá bằng cách thực hiện thí nghiệm trắng.

4.5.1  Dung dịch palađi nitrat

Hòa tan 2,0 g Pd(NO₃)₂ trong 10 ml axit nitric (4.1) và pha loãng bằng nước đến 500 ml trong bình định mức. (Cách khác là thay thế bằng lượng kim loại palađi tương đương, nghĩa là hòa tan 0,924 g trong axit nitric). Chuẩn bị dung dịch làm việc bằng cách pha loãng 5 ml dung dịch gốc này với nước đến 100 ml.

hoặc

4.5.2  Dung dịch amoni đihydrogenphotphat

Hòa tan 2 g NH₄H₂PO₄ vào nước và pha loãng đến 100 ml.

hoặc

4.5.3  Dung dịch magiê nitrat

Hòa tan 0,5 g Mg(NO₃)₂ vào nước và pha loãng đến 100 ml.

5  Thiết bị, dụng cụ

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

5.1  Thiết bị, dụng cụ dùng để đốt ướt, hoặc

5.1.1  Nồi hấp, với bình bên trong làm bằng polytetrafloroetylen (PTFE), dung tích 250 ml, có nắp bằng PTFE và khối làm nóng có thể duy trì nhiệt độ nồi hấp ở (160 ± 5) °C.

Khối làm nóng phải được trang bị thêm cơ cấu an toàn để tránh quá nhiệt.

CHÚ THÍCH 1: Bình PTFE có thể được bọc bên ngoài bằng lớp màng silicon trên toàn bộ bề mặt để tránh bị ăn mòn. Màng đó có thể được lấy ra và thay mới sau mỗi lần gia nhiệt. Bình được xử lý theo cách này không sử dụng khi xác định silíc.

CHÚ THÍCH 2: Không nên sử dụng lò để thay thế khối làm nóng bởi vì sẽ nguy hiểm khi lấy nồi hấp nóng ra khỏi lò khi kết thúc quá trình gia nhiệt.

hoặc

5.1.2  Lò vi sóng dùng trong phòng thí nghiệm, có chương trình được thiết kế riêng cho quá trình đốt ướt, có bình nấu làm bằng PTFE, dung tích ít nhất là 120 ml, có van an toàn để xả áp khi áp suất vượt quá 830 kPa.

5.2  Thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử, được trang bị theo kỹ thuật lò nung graphit, có bệ được gọi là “L‘vov” và có đèn để xác định cađimi.

Tốt nhất là thiết bị phải có hiệu chỉnh nền.

6  Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu

Bảo đảm rằng mẫu đại diện cho lô sản phẩm được thử nghiệm. Nếu có thể lấy mẫu theo hướng dẫn trong TCVN 3649 (ISO 186) hoặc trong ISO 7213.

Để tránh bị nhiễm bẩn, bọc kín mẫu trong lớp màng nhôm cho đến khi tiến hành thử nghiệm.

Xé mẫu thành các mảnh nhỏ có kích thước khoảng 10 mm x 10 mm, để cung cấp đủ lượng mẫu thử yêu cầu, lấy các phần như nhau từ mỗi mẫu. Không sử dụng dao hoặc các dụng cụ bằng kim loại (có thể dùng dụng cụ bằng chất dẻo hoặc bằng sứ). Tách các mẫu tờ bột giấy hoặc các tông để làm giảm độ dày của chúng.

Giữ mẫu cạnh cân để cân bằng độ ẩm trong thời gian ít nhất là 20 min. Lấy một mẫu thử dùng để xác định hàm lượng chất khô theo TCVN 1867 (ISO 287) hoặc TCVN 4407 (ISO 638).

7  Đốt ướt

Tiến hành đốt ướt hai mẫu song song, và mẫu trắng (xem Điều 8),

7.1  Chuẩn bị mẫu

Cân 1 g mẫu thử chính xác đến 1,0 mg và chuyển vào bình PTFE (5.1). Bổ sung 10 ml axit nitric đậm đặc (4.1). Đậy nút bình và đặt vào nồi hấp (5.1.1) hoặc lò vi sóng (5.1.2).

7.2  Quy trình đốt

7.2.1  Quy trình sử dụng nồi hấp

Nếu sử dụng nồi hấp, đậy nồi hấp theo hướng dẫn của nhà sản xuất và đặt vào khối làm nóng (5.1.1)

Đun nồi đến (160 ± 5) °C trong (16 ± 1) h. Để khối làm nóng và nồi hấp nguội và cẩn thận mở nắp nồi hấp ở trong tủ hút. Tiếp tục theo 7.3.

7.2.2  Quy trình sử dụng lò vi sóng

Nếu sử dụng lò vi sóng, kích thước của mẫu thử phải được điều chỉnh theo dung tích bình nấu. Nếu bình nấu có dung tích 120 ml thì khối lượng mẫu tối đa là 0,3 g. Nếu phần mẫu lấy nhiều hơn, van an toàn của bình nấu sẽ hoạt động.

Điều chỉnh công suất đến giá trị xác định trước và đun bình nấu đã được đậy nắp (5.1.2) trong thời gian từ 10 min đến 20 min và tối đa là 30 min, tùy thuộc vào công suất của lò vi sóng. Để bình nguội và cẩn thận mở nắp bình ở trong tủ hút.

Việc cài đặt chính xác bộ điều chỉnh công suất phải được xác định riêng cho từng lò. Mức cài đặt thông dụng là 40 % công suất lớn nhất. Xem 5.1.2.

7.3  Pha loãng

Để cho khói nitơ bay ra khỏi bình đốt ướt và pha loãng bằng nước phần dung dịch còn lại đến thể tích đã biết. Thể tích pha loãng phụ thuộc vào dụng cụ sử dụng và phải được giữ sao cho càng nhỏ càng tốt.

Việc hòa tan có thể được thực hiện trong bình chia độ bằng chất dẻo dùng một lần. Cũng có thể sử dụng bình định mức đã được làm sạch.

Có thể lựa chọn cách khác là pha loãng phần dung dịch còn lại trực tiếp trong bình nấu bằng cách bổ sung lượng nước yêu cầu bằng pipet. Trong trường hợp này, thể tích của axit nitric còn lại sẽ được xác định trong các thí nghiệm riêng biệt.

Để các chất rắn lơ lửng bất kỳ lắng xuống.

8  Thí nghiệm trắng

Thực hiện theo hướng dẫn trong Điều 7, nhưng không có mẫu thử.

9  Chuẩn bị các dung dịch hiệu chuẩn

Chuẩn bị dung dịch hiệu chuẩn hàng ngày bằng cách pha loãng dung dịch hiệu chuẩn gốc (4.4) với axit nitric (4.2). Hàm lượng cađimi được lựa chọn sao cho dung dịch chuẩn cuối cùng phụ thuộc vào từng loại thiết bị sử dụng. Nhìn chung, dung dịch hiệu chuẩn có hàm lượng cađimi bằng 10 mg/l (0,01 mg/ml) là thích hợp.

10  Xác định cađimi

10.1  Quy trình xác định cađimi trong dung dịch thử theo phương pháp quang phổ phụ thuộc vào thiết kế của thiết bị quang phổ hấp thụ nguyên tử (5.2) và lò nung graphit. Khi thao tác với thiết bị phải theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Nhìn chung, kỹ thuật bổ sung chất chuẩn phải được sử dụng (xem 10.2). Trong thực tế, phương pháp hiệu chuẩn thông thường dựa trên đường cong hiệu chuẩn có thể được sử dụng, với điều kiện không có nhiễu từ nền. Điều này phải được chứng minh bằng cách phân tích các vật liệu chuẩn thích hợp.

Trước khi sử dụng phương pháp hiệu chuẩn thông thường, kiểm tra xem các ảnh hưởng nền đã được kiểm soát hay chưa bằng cách tiến hành với cùng dạng mẫu theo kỹ thuật bổ sung chất chuẩn. Trong trường hợp đặc biệt, chênh lệch về nồng độ axit giữa dung dịch chuẩn và dung dịch mẫu sẽ ảnh hưởng đến kết quả. Nồng độ axit của dung dịch chuẩn phải được điều chỉnh bằng với nồng độ axit của dung dịch mẫu bằng cách thay thế phần dung dịch loãng (4.2) bằng dung dịch axit nitric đậm đặc (4.1).

10.2  Đối với kỹ thuật bổ sung chất chuẩn, thực hiện theo hướng dẫn sau đây.

Chuẩn bị các dung dịch để đo trực tiếp trong ống graphit bằng dụng cụ lấy mẫu. Các dung dịch và thể tích thông dụng được cho trong Bảng 1 là một ví dụ.

Bảng 1 – Ví dụ về kỹ thuật bổ sung chất chuẩn

10.3  Vẽ đồ thị trên giấy hoặc sử dụng phần mềm của Excel. Các giá trị trên trục y là giá trị đọc được từ thiết bị quang phổ (diện tích pic hoặc giá trị độ hấp thụ, được điều chỉnh theo giá trị nhận được của mẫu trắng) và các giá trị trên trục x là lượng cađimi được bổ sung vào dung dịch 1, 2 và 3, tính bằng đơn vị khối lượng. Giá trị nhận được của dung dịch mẫu được vẽ trên trục y.

Vẽ đường thẳng qua bốn điểm trên đồ thị. Đường thẳng này cắt trục x ở phần giá trị âm. Giá trị điểm cắt là kết quả hàm lượng cađimi trong dung dịch mẫu.

CHÚ THÍCH: Nếu bốn điểm không nằm trên một đường thẳng, thì chấp nhận sử dụng đường thẳng khớp nhất. Nếu điều đó cho kết quả nhận được từ đồ thị có độ chụm thấp thì phải lặp lại phép phân tích. Nếu các điểm vẫn có sự phân tán rộng thì có nghĩa đã có sai số lớn hoặc kết quả thấp hơn giới hạn dưới của sự phát hiện. Phòng thí nghiệm phải báo cáo rằng không thể xác định định lượng hàm lượng cađimi.

11  Tính toán

Tính toán hàm lượng cađimi của mẫu ban đầu có tính đến lượng mẫu thử được lấy để đốt ướt, hàm lượng chất khô của mẫu và giá trị mẫu trắng.

CHÚ THÍCH: Như là một phép kiểm tra độc lập quy trình thử, nên phân tích các mẫu đã biết trước hàm lượng cađimi và tất cả các thành phần tương tự song song với mẫu chưa biết.

12  Báo cáo thử nghiệm

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

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Thời gian và địa điểm thử nghiệm;

c) Nhận biết hoàn toàn mẫu được thử;

d) Quy trình đốt ướt sử dụng (bằng nồi hấp hoặc lò vi sóng);

e) Phương pháp hiệu chuẩn (bổ sung chất chuẩn hoặc quy trình hiệu chuẩn thông thường);

f) Giá trị trung bình của các lần xác định, biểu thị bằng microgam trên kilogam, lấy chính xác đến hai chữ số có nghĩa. Nếu tiến hành xác định nhiều hơn hai lần thì phải ghi vào báo cáo thử nghiệm;

g) Bất kỳ sai khác nào so với quy trình được quy định, hoặc hiện tượng bất kỳ có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.

Phụ lục A

(tham khảo)

Độ chụm

Vì độ chụm của một quy trình phân tích thành phần vết phụ thuộc vào tính chất cháy của mẫu, nền và sự đồng nhất của vật liệu tương ứng với các thành phần vết, không có các số liệu chung về độ chụm được công bố. Độ lặp lại được cho là thỏa mãn nếu các kết quả của các lần xác định song song nằm trong khoảng ± 10 % của giá trị trung bình.

Trong phân tích vết kim loại, giá trị của các lần xác định song song có thể mâu thuẫn nhau do sự không đồng nhất của mẫu vật liệu.

Các thử nghiệm liên phòng chỉ ra rằng các kết quả từ các phòng thí nghiệm khác nhau có thể chấp nhận được nếu chúng nằm trong khoảng 30%. Càng gần với giới hạn phát hiện dưới, mức độ thỏa thuận này ít khi đạt được.