Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14194-1:2024 Đất, đá quặng đồng - Phần 1: Xác định hàm lượng tổng sắt - Phương pháp chuẩn độ bicromat

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14194-1:2024

ĐẤT, ĐÁ QUẶNG ĐỒNG - PHẦN 1: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TỔNG SẮT - PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ BICROMAT

Soils, rocks copper ores - Part 1: Determination of total iron content - Bicromat titrimetric method

Lời nói đầu

TCVN 14194-1:2024 do Cục Địa chất Việt Nam biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 14194 Đất, đá quặng đồng gồm các phần sau:

ĐẤT, ĐÁ QUẶNG ĐỒNG - PHẦN 1: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TỔNG SẮT - PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ BICROMAT

Soils, rocks copper ores - Part 1: Determination of total iron content - Bicromat titrimetric method

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chuẩn độ bicromat xác định tổng hàm lượng sắt trong mẫu đất, đá quặng đồng có hàm lượng từ 0,5 % (theo khối lượng) đến 40 % (theo khối lượng).

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rát cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghì năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

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

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

TCVN 9924:2013, Đất, đá quặng - Quy trình gia công mẫu sử dụng cho các phương pháp phân tích hóa học, hóa lý, rơnghen, nhiệt.

3  Nguyên tắc

Sắt trong quặng được tách khỏi các nguyên tố cản ở dạng hidroxit, sau đó được chuyển về dạng Fe(ll) nhờ thiếc (II) clorua và được xác định bằng phương pháp chuẩn độ oxi-hóa khử với chất chuẩn là kali bicromat và chỉ thị natri diphenylamin sunfonat.

4  Thuốc thử

Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử loại siêu tinh khiết phân tích và nước phù hựp với TCVN 4851 (ISO 3696).

4.1  Kali hidroxit KOH, dạng hạt và dung dịch 2 %. Cân 20 gam KOH vào bình định mức 1 lit, thêm nước đến vạch, lắc đều.

4.2  Axit clohidric HCI, d=1,19, các dung dịch (1+1) và dung dịch (1+10) (theo thể tích)

4.3  Axil sunfuric H₂SO₄, dung dịch 10 % có chứa SnCI₂: Thêm 4 gam đến 5 gam SnCl₂ vào 1 lít axit sunfuric 10 %, lắc đều.

4.4  Thiếc (II) clorua SnCI₂, dung dịch 5 % pha trong HCI (1:1): Hòa tan 14,73 gam SnCI₂.2H₂O trong 100 ml axit HCI (d=1,19), pha loãng bằng nước đến 250 ml. Dung dịch được pha chế trong ngày để sử dụng.

4.5  Kali pemaganat KMnO₄, dung dịch 1 %.

Dung dịch 1 % được pha như sau: Cân 1,000 gam kali pemanganat vào bình định mức 100 ml, thêm nước đến vạch, lắc kỹ. Để ổn định trong 72 h, lọc bỏ phần kết tủa, dựng vào lọ thủy tinh 100 ml. Bảo quản trong tủ hóa chất ở nhiệt độ 26 °C.

4.6  Thủy ngân (II) clorua HgCI₂, dung dịch 5 %: Hòa tan (trong tủ hút hơi độc) 50 gam HgCI₂ trong nước cất, thêm nước đến 1 lít

4.7  Hỗn hợp axit sunfuric và axit photphoric thêm 150 ml H₂SO₄ d=1,84 vào 700 ml nước cất, để nguội bớt, thêm tiếp 150 ml H₃PO₄ d=1,69, lắc đều, để nguội.

4.8  Dung dịch chuẩn Kali bicromat K₂Cr₂O₇ 0,025 N, pha từ ống chuẩn (fixanal): Hòa tan lượng K₂Cr₂O₇ có trong ống chuẩn trong bình định mức 1 lít, thêm nước đến vạch, lắc đều. Hoặc hòa tan 4,9032 gam kali bicromat (đã kết tinh) trong bình định mức 1 lít. Thêm nước đến vạch, lắc đều. Dung dịch thu được có nồng độ 0,1 N. Pha loãng 4 lần dung dịch trên thì được dung dịch có nồng độ 0,025 N (tương đương 1,3963 mg (Fe)/ml dung dịch).

4.9  Natri diphenylamin sunfonat, dung dịch 0,5 %: Hòa tan 0,5 gam natri diphenylamin sunfonat trong 100 ml nước, thêm vài giọt axit sunfuric (1+1), lắc đều.

4.10  Rượu etylic 96°.

5  Thiết bị, dụng cụ

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thử nghiệm và các thiết bị, dụng cụ sau:

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

5.2  Lò nung có điều khiển nhiệt độ đến 1000 °C

5.3  Chén niken có dung tích 30 ml ÷ 50 ml.

5.4  Cốc thủy tinh chịu nhiệt dung tích 250 ml.

5.5  Bình định mức phù hợp theo loại A của TCVN 7153 (ISO 1042) dung tích 50 ml; 100 ml; 250 ml

5.6  Bếp gia nhiệt, điều khiển được nhiệt độ đến 200 °C

5.7  Nắp kính thủy tinh có đường kính 9 cm

5.8  Tủ sấy có thể đặt nhiệt độ ở 105 °C ± 2 °C.

6  Chuẩn bị mẫu thử

Chuẩn bị và gia công mẫu thử theo TCVN 9924:2013

7  Cách tiến hành

Cân (5.1) 0,2000 gam mẫu đã được sấy khô ở 105 °C đến khối lượng không đổi, vào chén niken (5.3) có sẵn 5 gam KOH (4.1) đã làm bay hơi nước trên bếp điện (5.6). Tiến hành nung chảy ở nhiệt độ 650 °C đến 700 °C trong 15 min ÷ 20 min. Trong quá trình nung, khi đạt nhiệt độ 650 °C, dùng kẹp gắp bằng kim loại lắc nhẹ mẫu để đảm bảo mẫu được trộn đều đồng nhất và được nung chảy hoàn toàn.

Lấy chén ra khỏi lò (5.2), để nguội bớt, rửa phía ngoài chén bằng dung dịch HCI (1+10) (4.2), sau đó tráng lại bằng nước cất rồi cho vào cốc có dung tích 250 ml (5.4). Đậy cốc bằng nắp kính thủy tinh (5.7), thêm từ từ vào cốc 50 ml ÷ 60 ml nước cất nóng. Dùng đũa thủy tinh đầu bọc nhựa và bình tia nước cất nóng để cọ rửa sạch chén.

Đặt cốc có kết tủa lên bếp (5.6) đun sôi trong 5 min. Nếu dung dịch có màu xanh hoặc tím thì thêm vào đó từ 5 giọt đến 7 giọt rượu etylic (4.10). Lọc dung dịch bằng giấy lọc chảy chậm để lấy phần kết tủa. Rửa cốc và kết tủa từ 7 lần đến 10 lần bằng dung dịch KOH 2 % nóng (4.1) và sau đó 3 lần bằng nước cất nóng. Phần nước lọc bỏ đi.

Dùng bình tia chứa 25 ml dung dịch nóng H₂SO₄ 10 % (4.3) có lẫn SnCb (4.4) hòa tan kết tủa trên giấy lọc vào binh định mức dung tích 250 ml (5.5). Sau đó rửa giấy lọc 3 lần bằng nước cất nóng. Thêm vào bình định mức 10 ml HCI (1+1) (4.2), tia nước cất tráng thành bình, đun nóng dung dịch đến khoảng 70 °C ÷ 80 °C. Thêm từng giọt KMnO₄ 1 % (4.5) đến khi dung dịch có màu vàng của FeCI₃, thêm tiếp từ từ từng giọt dung dịch SnCb 5 % (4.4) cho đến khi dung dịch mất màu vàng của sắt, cho thêm dư 2 giọt SnCI₂ (4.4) nữa. Tia nước cất tráng thành bình. Để nguội dung dịch đến nhiệt độ phòng.

Thêm nhanh 10 ml dung dịch HgCI₂ 5 % (4.6), lắc đều để xuất hiện kết tủa như dải lụa trắng. Để yên trong 5 min. Thêm 20 ml dung dịch hỗn hợp axit H₂SO₄ và axit H₃PO₄ (4.7), thêm 2 giọt chỉ thị natri diphelyamin suntonat 0,5 % (4.9) và chuẩn độ bằng dung dịch K₂Cr₂O₇ 0,025 N (4.8) đến khi dung dịch có màu tím, bền trong 30 sec. Ghi thể tích dung dịch K₂Cr₂O₇ (4.8) tiêu tốn.

Chú thích: Cần tiến hành lại khi không xuất hiện kết tủa dải lụa trắng hoặc kết tủa đen.

Làm mẫu trắng thuốc thử đồng thời với mẫu phân tích.

8  Tính kết quả

8.1  Tính hàm lượng tổng sắt

Hàm lượng tổng sắt (TFe) của mẫu thử, tính theo phần trăm khối lượng được tính theo công thức sau:

Trong đó:

V: Thể tích dung dịch K₂Cr₂O₇ tiêu tốn khi chuẩn độ mẫu phân tích, tính bằng mililit (ml);

Vo: Thể tích dung dịch K₂Cr₂O₇ tiêu tốn khi chuẩn độ mẫu trắng, tính bằng mililit (ml);

T: Là độ chuẩn của dung dịch K₂Cr₂O₇ theo TFe (mg/ml)

G: Lượng cân mẫu, tính bằng gam (g);

Kết quả được lấy chính xác đến 2 chữ số sau dấu phẩy.

8.2  Sai lệch phép phân tích song song

Sai lệch lớn nhất giữa hai kết quả phân tích song song không vượt quá giá trị độ lệch tương đối D trong bảng 1.

Trong đó:

D  là độ lệch tương đối của hai kết quả phân tích song song, (%);

X_ci  là kết quả phân tích mẫu cơ bản;

X_cs  là kết quả phân tích mẫu song song;

  là giá trị trung bình của hai kết quả phân tích song song.

Bảng 1 - Độ lệch tương đối phép phân tích song song

9  Báo cáo kết quả thử nghiệm

Báo cáo kết quả thử nghiệm bao gồm các thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Nhận dạng mẫu thử;

c) Tên và địa chỉ phòng thử nghiệm;

d) Ngày tiến hành thử nghiệm;

e) Kết quả thử nghiệm;

f) Mọi thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc được coi là tùy chọn và các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.

PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

Bảng kết quả mẫu lặp ở các cấp hàm lượng khác nhau

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] QTNB - Cu: T.Fe/2018 Đất, đá quặng đồng - Xác định hàm lượng sắt tổng số bằng phương pháp chuẩn độ bicromat.