TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 7131:2002 VỀ ĐẤT SÉT – PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HOÁ HỌC DO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BAN HÀNH

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 7131 : 2002

ĐẤT SÉT – PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HOÁ HỌC
Clays – Methods of chemical analysis

Lời nói đầu

TCVN 7131 : 2002 thay thế cho các tiêu chuẩn từ

TCVN 4346 – 86 đến TCVN 4352 – 86.

TCVN 7131 : 2002 do Ban kỹ thuật TCVN/TC189 “Sản phẩm gốm xây dựng” hoàn thiện trên cơ sở dự thảo của Viện khoa học công nghệ Vật liệu xây dựng, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng xét duyệt, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.

ĐẤT SÉT – PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HOÁ HỌC

Clays – Methods of chemical analysis

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định phương pháp phân tích hoá học để xác định các thành phần chủ yếu trong đất sét làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng.

Chú thích – Tiêu chuẩn này có thể áp dụng để phân tích các nguyên liệu vô cơ có thành phần tương tự sét (cao lanh, trường thạch, bazan, …).

2 Tiêu chuẩn viện dẫn

TCVN 4344 – 86 Đất sét để sản xuất gạch ngói nung – Lấy mẫu.

TCVN 4851 – 1989 (ISO 3696:1987) Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm –  Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.

TCVN 6533 : 1999 Vật liệu chịu lửa alumo silicat – Phương pháp phân tích hoá học.

3 Qui định chung

3.1 Hoá chất dùng trong phân tích có độ tinh khiết không thấp hơn tinh khiết phân tích (TKPT). Nước dùng trong quá trình phân tích theo TCVN 4851 – 89 (ISO 3696 : 1987), hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

3.2 Hoá chất pha loãng theo tỷ lệ thể tích được đặt trong ngoặc đơn.

Ví dụ: HCl (1 + 2), … là dung dịch gồm 1 thể tích HCl đậm đặc với 2 thể tích nước cất.

3.3 Các đồ thị chuẩn cho phương pháp trắc quang, quang phổ, … sau hai tháng phải kiểm tra lại. Nếu có sai lệch thì phải thiết lập lại đồ thị chuẩn theo đúng qui trình đã nêu trong tiêu chuẩn.

3.4 Khi xác định các hệ số nồng độ (K), tỷ số nồng độ (k) của dung dịch chuẩn độ, lấy kết quả là trung bình cộng của ba kết quả xác định tiến hành song song cho từng phép xác định.

3.5 Mỗi chỉ tiêu phân tích được tiến hành song song trên hai lượng mẫu cân và một thí nghiệm trắng (bao gồm các lượng thuốc thử như đã nêu trong tiêu chuẩn, nhưng không có mẫu thử) để hiệu chỉnh kết quả.

3.6 Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không được vượt quá giới hạn cho phép  (được qui định riêng cho từng chỉ tiêu thử). Nếu lớn hơn phải tiến hành phân tích lại.

3.7 Kết quả cuối cùng là giá trị trung bình cộng của hai phép thử tiến hành song song tính bằng phần trăm (%).

4 Hoá chất – Thuốc thử

4.1 Hoá chất, thuốc thử rắn

4.1.1 Natri cacbonat (Na₂CO₃) khan.

4.1.2 Kali cacbonat (K₂CO₃) khan.

4.1.3 Canxi cacbonat (CaCO₃), hàm lượng không nhỏ hơn 99,5 %.

4.1.4 Kali pyrosunfat (K₂S₂O₇) hoặc kali hydrosunfat (KHSO₄) khan.

4.1.5 Amoni clorua (NH₄Cl) tinh thể.

4.1.6 Bạc nitrat (AgNO₃).

4.1.7 Hỗn hợp nung chảy

Trộn đều natri cacbonat khan (4.1.1) với kali cacbonat khan (4.1.2) theo tỷ lệ1:1 khối lượng. Bảo quản trong bình nhựa kín.

4.1.8 Chất chỉ thị fluorexon 1%

Dùng cối chày thuỷ tinh nghiền mịn 0,1 g chỉ thị màu fluorexon với 10 g kali clorua (KCl), bảo quản trong lọ thuỷ tinh màu.

4.2 Hoá chất lỏng, dung dịch thử

4.2.1 Axit clohydric (HCl) đậm đặc, d = 1,19.

4.2.2 Axit clohydric, dung dịch (1 + 1).

4.2.3 Axit clohydric, dung dịch (1 + 99).

4.2.4 Axit flohydric (HF), đậm đặc d = 1,12 (38 % + 40 %).

4.2.5 Axit sunfuric (H₂SO₄), đậm đặc d = 1,84.

4.2.6 Axit sunfuric (H₂SO₄), dung dịch (1 + 1), đổ từ từ axit vào nước cất và khuấy đều.

4.2.7 Axit nitric (HNO₃), đậm đặc d = 1,45 ữ 1,42.

4.2.8 Axit axetic (CH₃COOH), đậm đặc d = 1,05 ữ 1,06.

4.2.9 Amoni hydroxit (NH₄OH), đậm đặc d = 0,88 (25 %).

4.2.10 Natri hydroxit (NaOH), dung dịch 10 %. Bảo quản trong bình nhựa polyetylen.

4.2.11 Natri hydroxit (NaOH), dung dịch 30 %. Bảo quản trong bình nhựa polyetylen.

4.2.12 Natri hydroxit (NaOH), dung dịch 25 %. Bảo quản trong bình nhựa polyetylen.

4.2.13 Kali xianua (KCN), dung dịch 5 %. Bảo quản trong bình nhựa polyetylen.

4.2.14 Bari clorua (BaCl₂), dung dịch 10 %.

4.2.15 Axit sunfosalisilic, dung dịch 10 %.

4.2.16 Bạc nitrat (AgNO₃) dung dịch 0,5 %. Bảo quản trong bình thuỷ tinh màu.

4.2.17 Dung dịch diantipyrin metan 2 %

Hoà tan 20 g thuốc thử diantipyrin metan vào 300 ml nước đã có sẵn 25 ml axit sunfuric đậm đặc, thêm tiếp 2 g đến 3 g axit ascorbic, pha loãng thành 1 lít. Bảo quản trong chai thuỷ tinh màu.

4.2.18 Dung dịch chỉ thị xylenol da cam 0,1 %

Hoà tan 0,1 g thuốc thử xylenol da cam trong 100 ml nước cất.

4.2.19 Dung dịch chỉ thị Fe(NH₄)(SO₄)₂.12H₂O – 0,2 M

Hoà tan 77,2 g Fe(NH₄)(SO₄)₂.12H₂O trong nước cất, pha loãng thành 1000 ml, khuấy cho tan hết. Bảo quản trong chai nút kín.

4.2.20 Dung dịch chỉ thị Erio Crom T đen (ETOO) 0,1 %

Hoà tan 0,1 g chỉ thị ETOO, trong 100 ml cồn 90 %, thêm tiếp vào dung dịch 3 g hydroxylamin hydrocloric. Bảo quản trong chai thuỷ tinh màu tối.

4.2.21 Dung dịch đệm pH = 5,5

Hoà tan 100 ml amoni hydroxit đậm đặc vào 300 ml đến 400 ml nước cất, thêm tiếp vào đó 100 ml axit axetic, rồi thêm nước cất thành 1 lít, khuấy đều.

4.2.22 Dung dịch đệm pH = 10,5

Hoà tan 54 g amoni clorua vào 500 ml nước cất, thêm tiếp 350 ml amoni hydroxit đậm đặc và cho nước cất vào đến thể tích 1 lít, khuấy đều.

4.2.23 Dung dịch tiêu chuẩn gốc natri oxit (Na₂O = 0,2 mg/ml)

Hoà tan 0,3772 g natri clorua (NaCl) đã sấy khô ở 105 oC ± 5 oC vào nước cất, rồi chuyển vào bình định mức dung tích 1000 ml. Thêm nước cất đến vạch, lắc đều. Bảo quản trong bình nhựa polyetylen.

* Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (Na₂O = 0,01 mg/ml): Lấy 25 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc ở trên vào bình định mức dung tích 500 ml. Thêm nước cất đến vạch, lắc đều.

4.2.24 Dung dịch tiêu chuẩn gốc kali oxit (K₂O = 0,2 mg/ml)

Hoà tan 0,3166 g kali clorua (KCl) đã sấy khô ở 105 ^oC±  5 ^oC vào nước cất, rồi chuyển vào bình định mức dung tích 1000 ml. Thêm nước cất đến vạch, lắc đều. Bảo quản trong bình nhựa polyetylen.

* Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (K₂O = 0,01 mg/ml): Lấy 25 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc ở trên vào bình định mức dung tích 500 ml. Thêm nước cất đến vạch, lắc đều.

4.2.25 Dung dịch canxi tiêu chuẩn – 0,01 M

Cân 1,0060 g canxi cacbonat (4.1.3, đã sấy khô ở nhiệt độ 130 oC trong 2 giờ đến 3 giờ) vào cốc thuỷ tinh, tẩm ướt bằng nước cất, thêm vào cốc 20 ml nước cất nữa, đậy cốc bằng mặt kính đồng hồ, thêm từ từ 10 ml axit clohydric (1 + 1). Sau khi tan hết, đun sôi nhẹ dung dịch 1 phút đến 2 phút. Lấy ra để nguội, chuyển vào bình định mức dung tích 1000 ml và thêm nước cất đến vạch, lắc đều.

4.2.26 Dung dịch tiêu chuẩn EDTA – 0,01 M

Hoà tan 3,8 g đến 3,9 g muối dinatri etylen diamintetraaxeticaxit dihydrat (Na₂H₂C₁₀H₁₂O₈N₂.2H₂O) trong 200 ml đến 300 ml nước cất, đun sôi trên bếp điện và khuấy đến tan trong. Để nguội, chuyển vào bình định mức dung tích 1000 ml, thêm nước cất đến vạch mức và lắc đều.

* Xác định hệ số nồng độ (K1) của dung dịch EDTA 0,01 M pha được: Lấy 20 ml (hoặc 25 ml) dung dịch canxi 0,01 M (4.2.25) vào cốc, thêm khoảng 100 ml nước cất, 20 ml dung dịch KOH 25 %, 2 ml dung dịch KCN 5 % và một ít hỗn hợp chỉ thị fluorexon 1 % (4.1.8), dung dịch sẽ có màu xanh huỳnh quang.

Đặt cốc lên trên một nền đen, dùng dung dịch EDTA pha được ở trên chuẩn độ đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh huỳnh quang sang màu hồng, ghi thể tích EDTA tiêu thụ (V1).

Làm song song một thí nghiệm trắng với tất cả thuốc thử (trừ dung dịch canxi tiêu chuẩn) để hiệu chỉnh kết quả. Ghi thể tích EDTA tiêu thụ (V₀).

Hệ số nồng độ (K₁) của dung dịch EDTA 0,01 M, được tính theo công thức:

trong đó:

V_Ca       là thể tích dung dịch canxi 0,01 M (4.2.25) đã lấy, tính bằng mililít;

V₁         là thể tích dung dịch EDTA 0,01 M đã tiêu thụ khi chuẩn độ dung dịch canxi, tính bằng mililít;

V₀         là thể tích dung dịch EDTA 0,01 M đã tiêu thụ khi chuẩn độ mẫu trắng, tính bằng mililít.

4.2.27 Dung dịch tiêu chuẩn gốc titan dioxit (TiO2 = 0,1 mg/ml)

Cân 0,3005 g kali hexafluorotitan (K₂TiF₆) đã sấy khô vào chén bạch kim, thêm 10 ml đến 15 ml dung dịch axit sunfuric (1 + 1), làm bay hơi trên bếp điện đến khô, thêm tiếp 5 ml axit nữa, làm bay hơi đến khô kiệt và ngừng bốc khói trắng.

Chuyển các chất trong chén bạch kim vào cốc thuỷ tinh bằng nước cất nóng, thêm vào cốc 5 ml dung dịch axit sunfuric (1 + 1) và đun tới sôi. Lấy cốc ra để nguội, rồi chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 1000 ml, dùng dung dịch axit sunfuric 5 % định mức lắc đều.

* Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (TiO₂ = 0,04 mg/ml): Lấy 100 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức dung tích 250 ml, dùng dung dịch axit sunfuric 5 % định mức lắc đều.

4.2.28 Dung dịch tiêu chuẩn EDTA – 0,025 M

Hoà tan 9,3 g ÷  9,5 g muối dinatri etylen diamintetraaxeticaxit dihydrat (Na₂H₂C₁₀H₁₂O₈N₂₂.2H₂O) trong 300 ml nước cất, đun tới sôi và khuấy cho tan trong, lấy ra để nguội rồi chuyển vào bình định mức dung tích 1000 ml, thêm nước cất đến vạch, lắc đều.

* Xác định hệ số nồng độ K₂ của dung dịch EDTA 0,025 pha được:

Lấy 50 ml dung dịch canxi 0,01 M (4.2.25) vào cốc dung tích 250 ml. Thêm khoảng 100 ml nước cất, 20 ml dung dịch KOH 25 %, 2 m dung dịch KCN 5 % và một ít hỗn hợp chỉ thị fluorexon 1 %, dung dịch có màu xanh huỳnh quang. Đặt cốc lên trên một nền màu đen, dùng dung dịch EDTA 0,025 M pha được chuẩn độ dung dịch đến khi đổi màu từ màu xanh huỳnh quang sang hồng, ghi thể tích EDTA tiêu thụ (V₂).

Làm song song một thí nghiệm trắng, với tất cả thuốc thử (trừ dung dịch canxi tiêu thuẩn) để hiệu chỉnh kết quả, ghi thể tích EDTA tiêu thụ (V₀).

Hệ số nồng độ (K₂) của dung dịch EDTA 0,025 M, được tính theo công thức:

trong đó:

V_Ca       là thể tích dung dịch canxi 0,01 M (4.2.25) đã lấy, tính bằng mililít;

V₂         là thể tích dung dịch EDTA 0,025 M đã tiêu thụ khi chuẩn độ dung dịch canxi, tính bằng mililít;

V₀         là thể tích dung dịch EDTA 0,025 M đã tiêu thụ khi chuẩn độ mẫu trắng, tính bằng mililít.

4.2.29 Dung dịch tiêu chuẩn kẽm axetat 0,025 M

Hoà tan 5,6 g ÷ 5,7 g Zn(CH₃COO)₂.2H₂O vào 150 ml nước cất, cho thêm vào 2 ml axit axetic đậm đặc, đun tới sôi, khuấy cho tan trong. Để nguội rồi chuyển vào bình định mức dung tích 1000 ml, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều.

* Xác định tỷ số nồng độ (k) giữa dung dịch EDTA 0,025 M và dung dịch kẽm axetat 0,025 M.

Lấy 20 ml dung dịch EDTA 0,025 M (4.2.28) vào cốc thuỷ tinh, thêm vào cốc 100 ml nước cất và 20 ml dung dịch đệm pH = 5,5, thêm 2 giọt đến 3 giọt chỉ thị xylenon da cam 0,1 %. Đun dung dịch tới nhiệt độ 70 đến 80 ^oC, chuẩn độ dung dịch khi còn nóng bằng dung dịch kẽm axetat pha được đến khi dung dịch trong cốc chuyển từ màu vàng sang hồng. Ghi thể tích dung dịch kẽm axetat tiêu thụ (V_Zn).

Tỷ số nồng độ (k) giữa hai dung dịch, được tính theo công thức sau:

trong đó:

V_E là thể tích dung dịch EDTA 0,025 M (4.2.28) lấy để chuẩn độ, tính bằng mililít;

V_Zn là thể tích dung dịch dung dịch kẽm axetat (4.2.29), tính bằng mililít.

4.2.30 Dung dịch tiêu chuẩn bạc nitrat (AgNO₃) 0,1 N

Pha từ ống chuẩn (fixanat) AgNO₃ 0,1 N. Bảo quản trong chai thuỷ tinh màu tối.

4.2.31 Dung dịch tiêu chuẩn gốc silic dioxit (SiO₂ = 0,40 mg/ml)

Nung chảy 0,2 g silic dioxit tinh khiết (đã được nung ở 1000 ^oC) trong chén bạch kim với 3 g đến 4 g hỗn hợp nung chảy (4.1.7) trong lò ở nhiệt độ 1000 ^oC ± 50 ^oC trong thời gian 40 phút.

Chuyển khối nung chảy vào cốc đã có sẵn 150 ml nước cất và 10 g NaOH, đun trên bếp điện, khuấy đều cho tan trong, để nguội rồi chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 500 ml, định mức bằng nước cất, lắc đều. Bảo quản dung dịch trong bình nhựa polyetylen.

* Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (SiO₂ = 0,04 mg/ml): Lấy 25 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức dung tích 250 ml, thêm nước cất đến vạch mức và lắc đều.

4.2.32 Dung dịch tiêu chuẩn gốc sắt oxit (Fe₂O₃): Cân 0,2500g Fe₂O₃ đã sấy khô ở nhiệt độ 105 ^oC ±  5 ^oC vào cốc thuỷ tinh, thêm 50 ml dung dịch axit clohydric (1 + 1) và đun sôi nhẹ trên bếp đến tan trong, để nguội rồi chuyển vào bình định mức dung tích 1000 ml, thêm nước cất tới vạch mức và lắc đều.

* Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (Fe₂O₃ = 0,05 mg/ml): Lấy 50 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức dung tích 250 ml, thêm nước cất tới vạch mức và lắc đều.

4.2.33 Dung dịch tiêu chuẩn NH₄SCN 0,025 N

Pha chế từ ống tiêu chuẩn (fixanal) amomi sunfoxianua 0,025 N.

4.2.34 Dung dịch thioure 5 %: Hoà tan thuốc thử trong nước cất.

4.2.35 Dung dịch khử

Hoà tan 25 g axit tartric (H₂C₄H₄O₆) hoặc 5 g axit xitric (H₃C₆H₅O₇) và 1 g axit ascorbic vào 100 ml nước cất. Bảo quản trong chai thuỷ tinh màu, ở nơi mát. Dung dịch được pha đủ dùng trong 2 ngày đến 4 ngày.

5 Thiết bị, dụng cụ

Ngoài những thiết bị, dụng cụ thông thường, cần có một số thiết bị sau:

5.1 Cân phân tích, độ chính xác đến 0,0001 gam.

5.2 Tủ sấy, nhiệt độ sấy đạt 300 oC, có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ.

5.3 Lò nung có bộ phận điều khiển nhiệt độ, nhiệt độ nung đạt 1000 oC ± 50 oC.

5.4 Chén bạch kim, dung tích 30 ml và 50 ml.

5.5 Chày, cối mã não.

5.6 Máy so màu quang điện hoặc máy phổ quang kế UV-VIS có khả năng đo mật độ quang ở bước sóng từ 380 nm đến 850 nm.

5.7 Máy quang phổ ngọn lửa (FP) hoặc máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) có trang bị thích hợp để đo kali và natri.

5.8 Bếp cách thuỷ hoặc cách cát khống chế được nhiệt độ.

5.9 Giấy lọc định lượng không tro các loại:

– loại chảy nhanh, đường kính lỗ trung bình khoảng 20 àm;

– loại chảy trung bình, đường kính lỗ trung bình khoảng 7 àm;

– loại chảy chậm, đường kính lỗ trung bình khoảng 2 àm.

5.10 Micrô buret.

6 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử

6.1 Lấy mẫu

Mẫu đất sét để sản xuất gạch ngói nung, được lấy theo TCVN 4344 – 86.

Chú thích – Các mẫu sét dùng cho sản xuất xi măng, gốm, sứ xây dựng, … được lấy theo qui định trong các tiêu chuẩn sản phẩm tương ứng.

Mẫu đưa tới phòng thí nghiệm có khối lượng không ít hơn 500 g, kích thước hạt không lớn hơn 5 mm, dùng làm mẫu phòng thí nghiệm

6.2 Chuẩn bị mẫu thử

Trộn đều mẫu phòng thí nghiệm, dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 100 g, nghiền nhỏ đến lọt qua sàng 0,25 mm. Dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 50 g, tiếp tục nghiền nhỏ đến lọt qua sàng 0,1 mm.

Dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 12 g đến 15 g làm mẫu phân tích hoá học, phần còn lại bảo quản trong lọ (hoặc túi) kín, dùng làm mẫu lưu.

Nghiền mịn phần mẫu thử này bằng cối mã não đến lọt qua sàng 0,063 mm. Sấy mẫu ở nhiệt độ 105 ^oC ± 5 ^oC đến khối lượng không đổi.

7 Phương pháp thử

Quá trình phân tích hoá học được tiến hành theo sơ đồ hình 1 và hình 2.

7.1 Xác định hàm lượng mất khi nung (MKN)

7.1.1 Nguyên tắc

Mẫu thử được nung ở nhiệt độ 1000 ^oC ±  50 ^oC đến khối lượng không đổi. Từ sự giảm khối lượng mẫu thử tính ra lượng mất khi nung.

7.1.2 Cách tiến hành

Cân khoảng 1 g mẫu (điều 6.2) chính xác đến 0,0001 g, cho vào chén sứ đã được nung và cân ở nhiệt độ 1000 ^oC ±  50 ^oC đến khối lượng không đổi. Nung chén có mẫu ở nhiệt độ trên khoảng 1,5 giờ đến 2 giờ.

Lấy chén ra, để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi cân. Lập lại quá trình nung ở nhiệt độ trên trong 15 phút, làm nguội và cân đến khi thu được khối lượng không đổi (m²).

7.1.3 Tính kết quả

Lượng mất khi nung (MKN), tính bằng phần trăm theo công thức:

trong đó:

m₁        là khối lượng chén và mẫu trước khi nung, tính bằng gam;

m₂        là khối lượng chén và mẫu sau khi nung, tính bằng gam;

m         là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam.

Chênh lệch cho phép giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,20 %.

7.2 Phân giải mẫu

7.2.1 Nguyên tắc

Tuỳ thuộc vào yêu cầu xác định các thành phần hoá học của mẫu thử, dùng chất nung chảy hoặc axit flohydric để phân giải mẫu đất sét, chuyển thành dạng chất tan trong dung dịch. Xác định thành phần các chất trong mẫu từ dung dịch này.

Hình 1 – Sơ đồ phân tích đất sét (xác định: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, CaO, TiO₂)

Hình 2 – Sơ đồ phân tích đất sét (xác định: MKN, SO₃, K₂O, Na₂O, Cl)

7.2.2 Phân giải mẫu bằng hỗn hợp kiềm cacbonat

Cân khoảng 0,5 g mẫu thử (điều 6) chính xác đến 0,0001 g, vào chén bạch kim có lót sẵn 3 g đến 4 g hỗn hợp nung chảy (4.1.7), trộn đều, phủ lên trên đó một lớp mỏng (khoảng 3 mm) hỗn hợp nung chảy nữa.

Nung chảy chất chứa trong chén ở nhiệt độ 950 oC đến 1000 oC trong 30 phút đến 35 phút đến tan trong. Lấy chén khỏi lò nung, để nguội.

Chuyển toàn bộ khối nung chảy vào bát sứ, dùng dung dịch HCl (1 + 1) và nước cất nóng rửa sạch chén bạch kim. Đậy bát sứ bằng mặt kính đồng hồ, thêm từ từ 30 ml HCl đậm đặc để hoà tan mẫu. Sau khi mẫu tan hết, dùng nước cất nóng tia rửa thành bát và mặt kính, khuấy đều dung dịch.

7.2.3 Phân giải mẫu bằng axit flohydric để xác định kim loại kiềm

Cân khoảng 0,25 g mẫu thử chính xác đến 0,0001 g vào chén bạch kim, tẩm ướt mẫu bằng vài giọt nước, thêm tiếp vào chén 0,5 ml dung dịch axit sunfuric (1 + 1) và 15 ml dung dịch HF (4.2.4) và lắc nhẹ để trộn đều. Làm bay hơi chất trong chén trên bếp điện đến khô. Để nguội chén, thêm tiếp vào chén 5 ml đến 10 ml axit flohydric nữa, cho bay hơi trên bếp điện đến ngừng bốc khói trắng.

Để nguội chén, dùng nước cất nóng và dung dịch HCl (1 + 1) chuyển các chất trong chén vào cốc thuỷ tinh và rửa sạch chén bạch kim. Thêm vào cốc 5 ml HCl (1 + 1) đun sôi nhẹ dung dịch 5 phút đến 10 phút.

7.3 Xác định hàm lượng silic dioxit (SiO₂)

7.3.1 Xác định hàm lượng silic dioxit (SiO₂) chủ yếu theo phương pháp khối lượng

7.3.1.1 Nguyên tắc

Cô cạn dung dịch mẫu thử (7.2.2) để tách nước của axit silisic. Nung kết tủa ở 1000 ^oC ±  50 ^oC. Rồi xử lý kết tủa bằng dung dịch axit flohydric để tách silic ở dạng silic tetraflorua, qua đó xác định được lượng silic dioxit (chủ yếu) có trong mẫu thử.

7.3.1.2 Cách tiến hành

Cô cạn dung dịch mẫu thử (7.2.2) trên bếp cách cát hoặc bếp cách thuỷ (ở nhiệt độ 100 đến 110 ^oC) đến khô, dùng đũa thuỷ tinh dằm nhỏ các cục muối tạo thành đến cỡ hạt không lớn hơn 2 mm; tiếp tục cô mẫu ở nhiệt độ trên từ 1 giờ đến 2 giờ. Để nguội mẫu thử, thêm vào bát 15 ml axit clohydric đậm đặc, để yên 10 phút, thêm tiếp vào bát 90 ml đến 100 ml nước cất đun sôi. Đun trên bếp điện đến sôi, khuấy cho tan muối. Tráng mặt kính đồng hồ và thành bát bằng nước cất đun sôi, lấy bát ra để nguội đến 50 ^oC ÷ 60 ^oC.

Lọc dung dịch trong bát sứ khi còn nóng qua giấy lọc không tro chảy trung bình vào bình định mức dung tích 500 ml. Dùng dung dịch axit clohydric 5 % đã đun nóng rửa kết tủa và thành bát, lọc gạn 3 lần, sau đó chuyển kết tủa vào giấy lọc, dùng giấy lọc không tro chảy trung bình để lau sạch đũa thuỷ tinh và thành bát, tiếp tục rửa kết tủa bằng nước cất đun sôi cho đến khi hết ion clo (thử bằng dung dịch AgNO₃ 0,5 %).

Chuyển giấy lọc có kết tủa chứa silic vào chén bạch kim. Đốt cháy giấy lọc trên bếp điện thành than. Đưa chén vào lò nung ở nhiệt độ 1000 ^oC ± 50 ^oC trong 1 giờ đến 1 giờ 30 phút, lấy chén ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi cân.

Nung lại chén ở nhiệt độ 1000 ^oC ±  50 ^oC trong 15 phút, làm nguội và cân chén đến khi thu được khối lượng không đổi (m₁).

Tẩm ướt kết tủa trong chén bằng vài giọt nước cất, thêm vào chén 0,5 ml dung dịch axit sunfuric H₂SO₄ (1 +1) và 10 ml dung dịch axit flohydric 40 %. Làm bay hơi chất chứa trong chén trên bếp điện đến khô, thêm tiếp vào chén 10 ml axit flohydric nữa, cho bay hơi trên bếp điện đến khô kiệt và ngừng bốc khói trắng.

Cho chén vào lò nung, nung ở nhiệt độ 1000 ^oC ±  50 ^oC trong 30 phút. Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi cân; lặp lại quá trình nung trong 15 phút, làm nguội rồi cân đến khi thu được khối lượng không đổi (m₂).

Nung cặn còn lại trong chén bạch kim với 2 g ÷ 3 g kali pyrosunfat đến tan trong. Làm nguội, chuyển khối nung chảy vào cốc thuỷ tinh dung tích 250 ml và tráng rửa sạch chén bạch kim, thêm nước cất vào cốc tới khoảng 50 ml và thêm tiếp 2 ml đến 3 ml dung dịch axit clohydric (1 + 1). Đun dung dịch tới tan trong, để nguội rồi gộp dung dịch này với dung dịch trong bình định mức 500 ml, định mức bằng nước cất, lắc đều.

Dung dịch này để xác định các thành phần: SiO₂ hoà tan, Fe₂O₃, Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂ có trong mẫu thử – gọi là “dung dịch A”.

7.3.1.3 Tính kết quả

Hàm lượng silic dioxit (SiO₂), tính bằng phần trăm, theo công thức:

trong đó:

m₁        là khối lượng chén bạch kim và kết tủa trước khi xử lý bằng axit flohydric, tính bằng gam;

m₂        là khối lượng chén bạch kim và kết tủa sau khi xử lý bằng axit flohydric, tính bằng gam;

m         là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam.

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,40 %.

7.3.2 Xác định hàm lượng silic dioxit hoà tan (SiO₂) bằng phương pháp so màu

7.3.2.1 Cách tiến hành

Lấy 25 ml “dung dịch A” vào bình định mức dung tích 100 ml. Thêm nước đến khoảng 50 ml và thêm 10 ml dung dịch amoni molibdat 5 %, lắc đều. Sau 20 phút, thêm vào bình 10 ml dung dịch axit clohydric (1 + 1), lắc đều. Sau đó 10 phút, thêm tiếp vào bình 5 ml dung dịch khử (4.2.35), thêm nước cất tới vạch, lắc đều.

Sau khi thêm dung dịch khử 30 phút, đo mật độ quang (hoặc độ hấp thụ) của dung dịch mẫu ở bước sóng 800 nm đến 820 nm. Dung dịch so sánh là dung dịch mẫu trắng. Từ trị số mật độ quang đo được, dựa vào đồ thị chuẩn tìm ra lượng silic dioxit có trong 25 ml dung dịch A.

* Xây dựng đồ thị chuẩn

Lấy 6 bình định mức 100 ml, cho vào từng bình dung dịch tiêu chuẩn làm việc silic dioxit (4.2.31: SiO₂ = 0,04 mg/ml) theo thứ tự sau: 0 ml; 1 ml; 2 ml; 4 ml; 6 ml; 7 ml. Thêm nước cất đến khoảng 50 ml, thêm tiếp vài giọt chỉ thị phenolphatalein 0,1 % và dùng axit clohydric (1 + 1) nhỏ từ từ từng giọt đến khi mất màu hồng, thêm dư 2 ml dung dịch axit clohydric (1 + 1) nữa, lắc đều. Cho vào 100 ml dung dịch amoni molibdat 5 %, tiếp tục thực hiện các cách làm như phần trên.

Từ hàm lượng SiO₂ trong từng bình và giá trị mật độ quang tương ứng, xây dựng đồ thị chuẩn.

7.3.2.2 Tính kết quả

Hàm lượng silic dioxit (SiO₂) hoà tan, tính bằng phần trăm, theo công thức:

trong đó:

m₁        là khối lượng SiO₂ tìm được từ đồ thị chuẩn, tính bằng gam;

m         là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam.

Chênh lệch cho phép giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,10 %.

7.3.3 Xác định tổng hàm lượng silic dioxit (SiO₂)

Hàm lượng silic dioxit trong mẫu thử là tổng hàm lượng silic dioxit chủ yếu, xác định theo phương pháp khối lượng (7.3.1) và hàm lượng silic dioxit hoà tan, xác định theo phương pháp so màu (7.3.2).

7.4 Xác định hàm lượng sắt oxit (Fe2O3)

7.4.1 Xác định hàm lượng sắt oxit theo phương pháp chuẩn độ phức chất

7.4.1.1 Nguyên tắc

Chuẩn độ sắt (III) bằng dung dịch EDTA ở môi trường pH = 1,5 đến 2 với chỉ thị axit sunfosalisilic.

Kết thúc chuẩn độ, màu dung dịch chuyển từ màu tím đỏ sang vàng rơm.

7.4.1.2 Cách tiến hành

Lấy 25 ml “dung dịch A” cho vào cốc dung tích 250 ml. Thêm vào cốc 1 giọt đến 2 giọt dung dịch hydropeoxit 30 %. Đun sôi nhẹ 5 phút, sau đó thêm vào 2 ml dung dịch axit sunfosalisilic 10 %. Thêm nước cất đến thể tích khoảng 100 ml. Dùng dung dịch axit clohydric (1 + 1) và dung dịch natri hydroxit 10 % nhỏ từ từ để điều chỉnh pH đến 1,5 ÷  2,0 (dung dịch chuyển sang màu tím thẫm). Đun nóng dung dịch trên bếp điện đến 60 ^oC ÷  70 ^oC. Chuẩn độ dung dịch khi còn nóng bằng dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,01 M đến khi màu của dung dịch chuyển từ tím đỏ sang vàng rơm. Ghi thể tích EDTA tiêu thụ (V).

7.4.1.3 Tính kết quả

Hàm lượng sắt (III) oxit (Fe₂O₃), tính bằng phần trăm, theo công thức:

trong đó:

0,0007985 là khối lượng Fe₂O₃ tương ứng với 1 ml dung dịch EDTA 0,01 M, tính bằng gam;

V          là thể tích dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ, tính bằng mililít;

K₁         là hệ số nồng độ dung dịch EDTA 0,01 M (4.2.26);

m         là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam.

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,20 %.

7.4.2 Xác định hàm lượng sắt oxit theo phương pháp trắc quang (khi hàm lượng Fe₂O₃ < 2 %)

7.4.2.1 Nguyên tắc

Trong môi trường kiềm amoniac, ion sắt (III) tạo với thuốc thử axit sunfosalisilic một phức chất màu vàng, cường độ màu tỷ lệ với nồng độ sắt có trong dung dịch. Đo mật độ quang của dung dịch ở bước sóng khoảng 420 nm đến 430 nm.

7.4.2.2 Cách tiến hành

Lấy 25 ml “dung dịch A” vào bình định mức 100 ml, thêm nước đến khoảng 50 ml, thêm tiếp 10 ml dung dịch axit sunfosalisilic 10 %. Vừa lắc đều vừa nhỏ từng giọt amoni hydroxit đậm đặc đến khi dung dịch xuất hiện màu vàng, cho dư 2 ml đến 3 ml amoni hydroxit nữa, định mức bằng nước cất, lắc đều.

Sau 15 phút, đo mật độ quang của dung dịch ở bước sóng 420 nm đến 430 nm, dung dịch so sánh là dung dịch mẫu trắng. Dựa vào đồ thị chuẩn tìm ra lượng sắt oxit có trong 25 ml dung dịch A (m).

* Xây dựng đồ thị chuẩn

Lấy 6 bình định mức 100 ml, lần lượt thêm vào mỗi bình một thể tích dung dịch tiêu chuẩn làm việc sắt oxit (Fe₂O₃ = 0,05 mg/ml) theo thứ tự 0 ml; 1 ml; 2 ml; 4 ml; 8 ml; 10 ml. Thêm nước cất đến khoảng 50 ml, thêm tiếp 10 ml dung dịch axit sunfosalisilic 10%. Vừa lắc đều vừa nhỏ từng giọt amoni hydroxit đậm đặc đến khi dung dịch xuất hiện màu vàng, cho dư 2 ml đến 3 ml amoni hydroxit nữa, định mức bằng nước cất, lắc đều.

Từ hàm lượng sắt oxit trong mỗi bình và giá trị mật độ quang tương ứng, xây dựng đồ thị chuẩn.

7.4.2.3 Tính kết quả

Hàm lượng sắt oxit (Fe₂O₃), tính bằng phần trăm, theo công thức:

trong đó:

m₁        là khối lượng sắt oxit tìm được từ đồ thị chuẩn, tính bằng gam;

m         là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam.

Chênh lệch cho phép giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,15 %.

7.5 Xác định hàm lượng nhôm oxit (Al₂O₃)

7.5.1 Nguyên tắc

Tách nhôm khỏi các nguyên tố ảnh hưởng bằng kiềm mạnh. Tạo phức giữa nhôm với EDTA dư ở pH = 5,5. Chuẩn độ lượng dư EDTA bằng dung dịch kẽm axetat theo chỉ thị xylenon da cam. Dùng natri fluorua để giải phóng EDTA khỏi phức complexonat nhôm, dùng dung dịch tiêu chuẩn kẽm axetat chuẩn độ lượng EDTA được giải phóng, từ đó tính ra hàm lượng nhôm.

7.5.2 Cách tiến hành

Lấy 100 ml “dung dịch A” vào cốc thuỷ tinh dung tích 250 ml, thêm vào cốc 30 ml dung dịch NaOH 30 %. Khuấy đều, đun sôi dung dịch 2 phút, lấy ra để nguội, rồi chuyển vào bình định mức dung tích 250 ml, cho nước cất đến vạch mức, lắc đều. Lọc dung dịch qua giấy lọc chảy nhanh (khô), phễu (khô), vào bình nón (khô). Dung dịch lọc dùng để xác định nhôm (dung dịch C).

Dùng pipet lấy 100 ml “dung dịch C” vào cốc, thêm vào cốc 20 ml dung dịch EDTA 0,025 M, thêm tiếp vào cốc 2 giọt chỉ thị phenolphtalein 0,1 %. Dùng dung dịch axit clohydric (1 : 1) và natri hydroxit 10 % điều chỉnh dung dịch tới trung tính (pH khoảng 7), thêm vào cốc 20 ml dung dịch đệm pH : 5,5.

Đun sôi dung dịch trên bếp điện 2 phút đến 3 phút. Lấy cốc ra khỏi bếp điện, để nguội đến 60 ^oC ÷ 70 ^oC, thêm vào cốc vài giọt chỉ thị xylenon da cam 0,1 % và dùng dung dịch kẽm axetat 0,025 M chuẩn độ cho đến khi xuất hiện màu hồng.

Thêm vào cốc 20 ml dung dịch natri florua 3 % và đun sôi 3 phút. Lúc này dung dịch có màu vàng, để nguội dung dịch đến 60 ^oC ÷ 70 ^oC, dùng dung dịch kẽm axetat 0,025 M chuẩn lượng EDTA vừa được giải phóng ra khỏi phức với nhôm đến khi màu chuyển từ vàng sang hồng, ghi thể tích kẽm axetat 0,025 M tiêu thụ (V_Zn).

7.5.3 Tính kết quả

Hàm lượng nhôm oxit (Al₂O₃), tính bằng phần trăm theo công thức:

trong đó:

0,0012745 là số gam nhôm oxit tương ứng với 1 ml dung dịch kẽm axetat 0,025 M;

k               là tỷ số nồng độ giữa dung dịch kẽm axetat 0,025 M là dung dịch EDTA 0,025 M;

K₂             là hệ số nồng độ của dung dịch EDTA 0,025 M;

V_Zn             là thể tích dung dịch kẽm axetat 0,025 M tiêu thụ khi chuẩn độ lượng EDTA được giải phóng ra khỏi phức, tính bằng mililít;

m              là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam.

Chênh lệch cho phép giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,35 %.

7.6 Xác định hàm lượng titan dioxit (TiO₂)

7.6.1 Nguyên tắc

Diantipyrin metan tạo với ion titan (IV) trong môi trường axit mạnh một phức chất màu vàng, cường độ màu tỷ lệ với nồng độ titan trong dung dịch. Đo mật độ quang (độ hấp thụ) của dung dịch ở bước sóng khoảng 400 nm.

7.6.2 Cách tiến hành

Lấy 25 ml “dung dịch A” vào bình định mức 100 ml. Thêm vào bình 15 ml dung dịch axit clohydric (1 +1), 5 ml dung dịch thioure 5 %, lắc đều, để yên dung dịch cho đến khi dung dịch hết màu vàng của sắt chuyển sang không màu, thêm tiếp vào bình 15 ml dung dịch diantipyrin metan 2 %, thêm nước cất tới vạch, lắc đều. Sau 60 phút đo mật độ quang của dung dịch ở bước sóng 400 nm. Dung dịch so sánh là dung dịch có đầy đủ các thuốc thử, nhưng không có dung dịch mẫu (mẫu trắng). Từ trị số mật độ quang đo được, dựa vào đồ thị chuẩn tìm được lượng titan dioxit có trong 25 ml “dung dịch A”.

* Xây dựng đồ thị chuẩn

Lấy 6 bình định mức 100 ml lần lượt cho vào mỗi bình một thể tích dung dịch tiêu chuẩn titan làm việc (TiO₂ = 0,04 mg/ml) theo thứ tự sau: 0 ml; 2 ml; 4 ml; 6 ml; 8 ml và 12 ml, thêm tiếp 15 ml dung dịch HCl (1 + 1), 5 ml dung dịch thioure 5 % , ắc đều, để yên dung dịch cho đến khi dung dịch hết màu vàng của sắt chuyển sang không màu, thêm tiếp vào bình 15 ml dung dịch diantipyrin metan 2 %, thêm nước cất tới vạch, lắc đều.

Đo mật độ quang của dung dịch ở bước sóng 400 nm, dung dịch so sánh là dung dịch trong bình không chứa dung dịch tiêu chuẩn titan làm việc.

Từ lượng titan dioxit có trong mỗi bình và giá trị mật độ quang tương ứng xây dựng đồ thị chuẩn.

7.6.3 Tính kết quả

Hàm lượng titan dioxit (TiO₂), tính bằng phần trăm, theo công thức:

trong đó:

m₁        là lượng titan dioxit tìm được từ đồ thị chuẩn, tính bằng gam;

m         là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam.

Chênh lệch cho phép giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,10 %.

7.7 Xác định hàm lượng canxi oxit (CaO)

7.7.1 Nguyên tắc

Tách sắt, nhôm, titan, … khỏi dung dịch chứa canxi và magie bằng amoni hydroxit. Chuẩn độ lượng canxi bằng dung dịch EDTA tiêu chuẩn ở pH lớn hơn 12 với chỉ thị fluorexon, ở điểm tương đương dung dịch mất màu xanh huỳnh quang chuyển sang màu hồng.

7.7.2 Cách tiến hành

Lấy 100 ml “dung dịch A” vào cốc chịu nhiệt dung tích 250 ml. Thêm vào cốc khoảng 2 g amoni clorua, đun nóng dung dịch đến khoảng 70^oC ÷ 80^oC, nhỏ từ từ từng giọt dung dịch amoni hydroxit 25 % nữa để kết tủa hoàn toàn sắt, nhôm, titan, .v.v…

Đun sôi nhẹ dung dịch trên bếp khoảng 10 phút đến 15 phút để đông tụ kết tủa và loại amoni hydroxit dư. Lọc dung dịch khi còn nóng qua giấy lọc chảy nhanh vào bình định mức dung tích 250 ml. Dùng dung dịch amoni nitrat 2 % đã đun nóng 60 ^oC ÷ 70 ^oC để rửa kết tủa đến hết ion Cl^– (thử bằng AgNO₃ 0,5 %), thêm nước cất đến vạch lắc đều, thu được “dung dịch B” dùng để xác định canxi – magie.

Dùng pipet lấy 100 ml “dung dịch B” vào cốc thuỷ tinh, thêm tiếp 20 ml dung dịch kali hydroxit 25 %, 2 ml dung dịch kali xianua 5 % và một ít chỉ thị fluorexon 1 %. Đặt cốc lên một nền màu đen, dùng dung dịch EDTA 0,01 M chuẩn độ dung dịch trong cốc đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh huỳnh quang sang màu hồng. Ghi thể tích dung dịch EDTA tiêu thụ (V1).

Làm song song một thí nghiệm trắng gồm đầy đủ các dung dịch thuốc thử nhưng không có dung dịch mẫu. Ghi thể tích EDTA tiêu thụ (V0).

7.7.3 Tính kết quả

Hàm lượng canxi oxit (CaO), tính bằng phần trăm, theo công thức:

trong đó:

0,00056 là khối lượng canxi oxit (CaO) tương ứng với 1 ml dung dịch EDTA 0,01 M, tính bằng gam;

K₁         là hệ số nồng độ của dung dịch EDTA 0,01 M;

V₁         là thể tích dung dịch EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ dung dịch mẫu, tính bằng mililít;

V₀         là thể tích dung dịch EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ mẫu trắng, tính bằng mililít;

m         là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam.

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,20 %.

7.8 Xác định hàm lượng magie oxit (MgO)

7.8.1 Nguyên tắc

Chuẩn độ tổng lượng canxi và magie trong mẫu bằng dung dịch EDTA tiêu chuẩn theo chỉ thị eriocrom T đen ở pH = 10,5.

Xác định hàm lượng magie oxit theo hiệu số thể tích EDTA tiêu thụ khi chuẩn độ tổng lượng canxi và magie ở pH = 10,5 và khi chuẩn độ riêng canxi ở pH > 12.

7.8.2 Cách tiến hành

Dùng pipét lấy 100 ml “dung dịch B” vào cốc thuỷ tinh, thêm tiếp vào cốc 200 ml dung dịch đệm pH = 10,5 và 2 ml dung dịch kali xianua 5 % và 2 giọt đến 3 giọt chỉ thị eriocrom T đen 0,1 %.

Chuẩn độ tổng lượng canxi và magie bằng dung dịch EDTA 0,01 M đến khi dung dịch chuyển từ màu đỏ nho sang xanh nước biển, ghi thể tích EDTA tiêu thụ (V₂). Làm song song một thí nghiệm trắng gồm đầy đủ các dung dịch thuốc thử nhưng không có dung dịch mẫu. Ghi thể tích EDTA tiêu thụ (V₃).

7.8.3 Tính kết quả

Hàm lượng magie oxit (MgO), tính bằng phần trăm, theo công thức:

trong đó:

V₂         là thể tích dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ tổng lượng canxi và magie, tính bằng mililít;

V₃         là thể tích dung dịch EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ tổng lượng canxi và magie trong mẫu trắng, tính bằng mililít;

V₁         là thể tích dung dịch EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ riêng canxi trong dung dịch mẫu, tính bằng mililít;

V₀         là thể tích dung dịch EDTA 0,01 M tiêu thụ khi chuẩn độ riêng canxi trong mẫu trắng, tính bằng mililít;

m         là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam;

0,000403 là khối lượng magie oxit tương ứng với 1 ml dung dịch EDTA 0,01 M, tính bằng gam;

K₁         là hệ số nồng độ của dung dịch EDTA 0,01 M;

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,20 %.

7.9 Xác định hàm lượng lưu huỳnh trioxit (SO3)

7.9.1 Nguyên tắc

Nung chảy mẫu thử bằng hỗn hợp cacbonat kiềm rồi hoà tan trong dung dịch axit HCl loãng, toàn bộ lượng sunfat có trong mẫu thử sẽ tan vào dung dịch, xác định hàm lượng sunfat trong dung dịch này. Tách các nguyên tố ảnh hưởng có trong dung dịch. Sau đó tiến hành kết tủa sunfat ở dạng BaSO₄ trong môi trường axit. Nung kết tủa ở nhiệt độ 850 ^oC từ đó tính ra hàm lượng SO₃ trong mẫu thử.

7.9.2 Cách tiến hành

Cân khoảng 0,5 g mẫu thử (điều 6) chính xác đến 0,0001 g, vào chén bạch kim đã có sẵn 2 g đến 3 g hỗn hợp nung chảy, trộn đều và phủ lên trên đó một lớp mỏng hỗn hợp nung chảy (khoảng 3 mm) nữa.

Nung chảy chất chứa trong chén ở nhiệt độ 950 ^oC đến 1000 ^oC trong 30 phút, lấy chén ra khỏi lò, để nguội. Chuyển toàn bộ các chất trong chén vào bát sứ bằng nước sôi và dung dịch HCl (1 +1), rửa sạch chén bạch kim. Đậy mặt kính đồng hồ và thêm vào cốc 20 ml HCl đậm đặc, sau khi mẫu đã tan hết, dùng bình tia nước nóng rửa sạch mặt kính và thành cốc.

Cô cạn dung dịch trong bát sứ trên bếp cách cát hoặc cách thuỷ (ở nhiệt độ 100 ^oC đến 110 ^oC) đến khô, dùng đũa thuỷ tinh dằm nhỏ các cục muối tạo thành đến cỡ hạt không lớn hơn 2 mm, tiếp tục cô mẫu ở nhiệt độ trên từ 1 giờ 30 phút đến 2 giờ. Để nguội mẫu thử, thêm vào bát 10 ml axit clohydric đậm đặc, để yên 10 phút, thêm tiếp vào bát 90 ml đến 100 ml nước cất đun sôi. Đun trên bếp điện đến sôi, khuấy cho tan muối, lấy bát ra để nguội 40 ^oC ÷ 50 ^oC. Tráng mặt kinh đồng hồ và thành bát bằng nước cất đun sôi.

Lọc dung dịch trong bát sứ khi còn nóng qua giấy lọc không tro chảy trung bình vào cốc thuỷ tinh dung tích 250 ml. Dùng nước cất nóng rửa kết tủa và thành bát, lọc gạn 3 lần, sau đó chuyển kết tủa vào giấy lọc, tiếp tục rửa kết tủa bằng nước cất đun sôi cho đến khi hết ion clo (thử bằng dung dịch AgNO₃ 0,5 %).

Thêm vào dung dịch trong cốc 1 giọt đến 2 giọt metyl đỏ và khoảng 1 gam NH₄Cl, khuấy cho tan, nhỏ từ từ dung dịch amoni hydroxit 25 % và khuấy đến khi dung dịch chuyển sang màu vàng, cho thêm 1 giọt đến 2 giọt dung dịch amoni hydroxit nữa, khuấy đều. Đun nóng dung dịch để đông tụ kết tủa. Lọc dung dịch khi còn nóng qua giấy lọc chảy trung bình, rửa cốc và kết tủa bằng nước cất nóng từ 5 lần đến 6 lần, thu nước lọc rửa vào cốc thuỷ tinh dung tích 250 ml. Nếu dung dịch thu được có thể tích lớn, cô cạn dung dịch đến còn khoảng 130 ml đến 150 ml. Thêm vào cốc 1 giọt đến 2 giọt metyl đỏ, trung hoà dung dịch bằng dung dịch axit clohydric (1 +1) đến khi xuất hiện màu đỏ, cho thêm khoảng 1 ml đến 1,5 ml dung dịch axit clohydric (1 + 1) nữa. Đun dung dịch trên bếp điện tới sôi, vừa khuấy vừa cho từ từ 10 ml dung dịch bari clorua 10 % đã được đun nóng vào cốc và tiếp tục đun sôi nhẹ dung dịch trong 5 phút.

Để yên dung dịch nơi ấm (40 ^oC ÷ 50 ^oC) từ 4 giờ đến 16 giờ.

Lọc dung dịch qua giấy lọc không tro chảy chậm, rửa sạch kết tủa và giấy lọc bằng nước cất nóng đến hết ion clo (thử bằng dung dịch AgNO₃) 0,5 %).

Chuyển kết tủa và giấy lọc vào chén sứ đã nung và cân đến khối lượng không đổi. Sấy và đốt cháy giấy lọc trên bếp điện rồi chuyển vào lò nung, nung ở nhiệt độ 850 ^oC trong 1 giờ đến 1 giờ 30 phút. Lấy chén ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi cân.

Nung lại ở nhiệt độ trên 20 phút nữa, rồi lấy ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi lại cân đến khối lượng không đổi (m₂).

7.9.3 Tính kết quả

Hàm lượng lưu huỳnh trioxit (SO₃), tính bằng phần trăm, theo công thức:

trong đó:

m₂ là khối lượng chén nung và kết tủa, tính bằng gam;

m₁ là khối lượng chén nung, tính bằng gam;

m là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam;

0,343 là hệ số chuyển từ BaSO₄ sang SO₃.

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song:

– nếu hàm lượng SO₃ từ 0,1 % ữ 0,2 % thì không lớn hơn 0,02 %;

– nếu hàm lượng SO₃ từ 0,2 % trở lên thì không lớn hơn 0,05 %.

7.10 Xác định hàm lượng kali oxit (K₂O) và natri oxit (Na₂O)

áp dụng theo điều 7.9 của TCVN 6533 : 1999.

7.11 Xác định hàm lượng clo (Clư)

7.11.1 Nguyên tắc

Kết tủa ion clo bằng dung dịch tiêu chuẩn bạc nitrat lấy dư, chuẩn độ lượng dư bạc nitrat bằng dung dịch tiêu chuẩn amoni sunfoxianua, từ đó tính ra lượng clo có trong mẫu thử.

7.11.2 Cách tiến hành

Cân khoảng 1 g mẫu (điều 6) chính xác đến 0,0001 g, vào cốc 250 ml; thêm vào cốc 50 ml nước cất và 25 ml dung dịch axit nitric 10 %, đun sôi trên bếp điện 10 phút đến 15 phút, lấy cốc ra để nguội.

Lọc dung dịch qua giấy lọc chảy nhanh vào cốc dung tích 250 ml, dùng nước cất đun sôi rửa kết tủa 5 lần đến 6 lần.

Thêm chính xác vào dung dịch lọc rửa 5 ml dung dịch bạc tiêu chuẩn nitrat 0,1 N và 2 ml dung dịch amoni sắt (III) sunfat – 0,2 M. Chuẩn độ lượng bạc nitrat dư bằng dung dịch tiêu chuẩn amoni sunfoxianua (NH4SCN) 0,025 N cho đến khi dung dịch xuất hiện màu nâu gạch (V1).

Làm song song một thí nghiệm trắng để hiệu chỉnh lượng ion có trong thuốc thử như sau: Lấy khoảng 100 ml nước cất vào cốc thuỷ tinh dung tích 250 ml, thêm 25 ml dung dịch axit nitric 10 %, thêm chính xác 5 ml dung dịch AgNO₃ 0,1 N và 2 ml dung dịch amoni sắt (III) sunfat rồi chuẩn độ lượng bạc nitrat AgNO₃ bằng dung dịch tiêu chuẩn amoni sunfoxianua (NH₄SCN) 0,025 N cho đến khi dung dịch xuất hiện màu nâu gạch (V₀).

7.11.3 Tính kết quả

Hàm lượng clo (Cl^–), tính bằng phần trăm, theo công thức:

trong đó:

V₀         là thể tích dung dịch tiêu chuẩn amoni sunfoxianua 0,025 N đã tiêu tốn khi chuẩn mẫu trắng, tính bằng mililít;

V₁         là thể tích dung dịch tiêu chuẩn amoni sunfoxianua 0,025 N đã tiêu tốn khi chuẩn mẫu thử, tính bằng mililít;

m         là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam;

0,0008865 là khối lượng Cl^– tương ứng với 1ml dung dịch NH₄SCN 0,025 N, tính bằng gam; Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,05 %.

8 Báo cáo kết quả thử nghiệm

Báo cáo kết quả thử nghiệm cần nêu được các thông tin sau:

– các thông tin cần thiết để nhận biết mẫu thử một cách đầy đủ;

– các bước tiến hành thử khác với qui định của tiêu chuẩn này (ghi rõ tài liệu viện dẫn);

– các kết quả thử (trong đó kết quả xác định hàm lượng kali oxit và natri oxit theo TCVN 6533:1999);

– các tình huống có ảnh hưởng đến kết quả thử;

– ngày, tháng, năm tiến hành thử nghiệm.