Tiêu chuẩn TCVN 13775:2023 Cao lanh để sản xuất sứ dân dụng - Xác định thành phần hóa học

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13775:2023

CAO LANH ĐỂ SẢN XUẤT SỨ DÂN DỤNG - XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC

Kaolin for manufacturing tableware - Determination of chemical composition

Mục lục

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Quy định chung

4 Thiết bị, dụng cụ

5 Hóa chất, thuốc thử

6 Chuẩn bị mẫu thử

7 Phương pháp thử

7.1 Xác định lượng mất khi nung (MKN)

7.2 Xác định hàm lượng silic dioxide (SiO₂)

7.3 Xác định hàm lượng nhôm oxide (Al₂O₃)

7.4 Xác định hàm lượng titani dioxide (TiO₂)

7.5 Xác định hàm lượng sắt (III) oxide (Fe₂O₃)

7.6 Xác định hàm lượng calci oxide (CaO)

7.7 Xác định hàm lượng magnesi oxide (MgO)

7.8 Xác định hàm lượng dikali oxide (K₂O) và dinatri oxide (Na₂O)

8. Báo cáo thử nghiệm

Lời nói đầu

TCVN 13775:2023 do Viện Nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công nghiệp xây dựng, Bộ Công thương đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng xét duyệt, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.

CAO LANH ĐỂ SẢN XUẤT SỨ DÂN DỤNG - XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC

Kaolin for manufacturing tableware - Determination of chemical composition

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp xác định thành phần hóa học trong cao lanh làm nguyên liệu để sản xuất sứ dân dụng.

Tiêu chuẩn này cũng có thể áp dụng để xác định thành phần hoá học của đất sét làm nguyên liệu để sản xuất sứ dân dụng.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết khi 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 ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4344- 1986 Đất sét để sản xuất gạch ngói nung Lấy mẫu

TCVN 4851-1989 Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm -Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

3  Quy định chung

3.1  Hóa chất dùng trong phân tích có độ tinh khiết không thấp hơn độ tinh khiết phân tích (TKPT). Nước dùng trong quá trình phân tích theo TCVN 4851-1989 (ISO 3696:1987), hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

3.2  Việc xây dựng lại đường chuẩn được tiến hành định kỳ theo khuyến cáo của nhà sản xuất thiết bị và thực hiện theo đúng quy trình đã nêu trong tiêu trong tiêu chuẩn.

3.3  Xác định khối lượng không đổi bằng cách: nung hoặc sấy mẫu đến nhiệt độ quy định và giữ ở nhiệt độ này trong 15 min, để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng và cân. Quá trình được lặp lại đến khi chênh lệch giữa hai lần cần liên tiếp không vượt quá 0,0005 g.

3.4  Mỗi chỉ tiêu phân tích được tiến hành song song trên hai 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. Chênh lệch (tính theo giá trị tuyệt đối) giữa hai kết quả xác định song song không được vượt quá giới hạn cho phép, nếu vượt giới hạn cho phép phải tiến hành phân tích lại.

3.5  Kết quả cuối cùng tính bằng phần trăm (%), là trung bình cộng của hai kết quả phân tích tiến hành song song, lấy đến 2 chữ số có nghĩa sau dấu phẩy.

4  Thiết bị, dụng cụ

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

4.1  Cân phân tích, độ chính xác 0,0001g.

4.2  Tủ sấy, có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ và khống chế nhiệt độ đến (105 ±5) °C.

4.3  Lò nung, có bộ phận điều khiển nhiệt độ và khống chế nhiệt độ đạt (1 000±50) °C.

4.4  Chén bạc, dung tích 30 và 50 ml.

4.5  Chày, cối bằng mã não.

4.6  Máy so màu quang điện hoặc máy phổ quang kế UV-VIS, có khả năng đo độ hấp thụ quang ở bước sóng từ 380-850 nm.

4.7  Thiết bị quang phổ ngọn lửa, có trang bị thích hợp để đo kali và natri.

4.8  Bếp cách thùy hoặc cách cát, khống chế được nhiệt độ.

5  Hóa chất, thuốc thử

5.1  Dung dịch thuốc thử

5.1.1  Hydro chloride (HCl) đậm đặc, d=1,19

5.1.2  Hydro chloride (1+1): đong 2 000 ml nước cất đổ vào 2 000 ml hydro chloride (HCl) đậm đặc vào bình 5 000 ml, lắc đều.

5.1.3  Dihydro sulfat (H₂SO₄) đậm đặc, d=1,84

5.1.4  Hydro trioxonitrat (HNO₃) đậm đặc, d=1,45-1,42.

5.1.5  Dung dịch thioure (NH₂)₂CS 10 %: cân 1,0 g thioure hòa tan trong 10 ml nước, cho vào bình nhỏ giọt sử dụng trong ngày.

5.1.6  Chất phá mẫu: hỗn hợp Li₂CO₃ và H₃BO₄ để trong bình khô.

5.1.7  Dung dịch amoni molipdat 2 %: cân 10 g amoni heptamolypdat ((NH₄)₆MO₇O₂₄.4H₂O) vào cốc 600 ml, rót vào 500 ml nước cất và hòa tan. Cho vào bình nhựa để bảo quản.

5.1.8  Hỗn hợp axit citric-sunfua: cân 150 g axit citric (H₃C₆H₅O₇) hòa tan trong 4 700 ml nước cất. Trong khi khuấy thêm 300 ml dihydro sulfat đậm đặc đặc (5,1.3), khuấy đều, bảo quản trong bình thủy tinh có nút ở đáy.

5.1.9  Dung dịch khử silic 0,6 %: cân 1 g ascorbic (C₆H₈O₆) hòa tan bằng 100 ml nước cất, sau đó đong thêm 100 ml hỗn hợp axit citric-sunfua (5.1.8) đổ vào cốc cân khuấy trộn đều thu được 200 ml dung dịch. Chỉ sử dụng dung dịch trong ngày.

5.1.10  Dung dịch đệm axit boric 1 %: cân 10 g trihydro trioxoborat (H₃BO₃) vào cốc 1 000 ml, hòa tan bằng 920 ml nước cất (có thể phải đun nóng). Đong 80 ml hydro chloride (1 + 1) (5.1.2) đổ vào cốc cân, khuấy trộn đều được 1 I dung dịch đệm.

5.1.11  Dung dịch amoni floride 2 %: cân 2 g amoni floride (NH₄F) hòa tan bằng 100 ml nước cất đổ vào bình nhựa để bảo quản.

5.1.12  Dung dịch hexamine 30 %: cân 150 g hexametylen tetramin (C₆H₁₂N₄) vào cốc 600 ml, rót vào 500 ml nước cất hòa tan. Cho vào chai nhựa để bảo quản.

5.1.13  Dung dịch CPA-I 0,02 %: cân chính xác 0,2 g chlorophotphoazo-l (C₁₆H₁₈O₁₄N₂S₂PCI) vào chai thuốc thử miệng nhỏ 1 000 ml, thêm 1 000 ml nước, lắc đều, bảo quản nơi thoáng mát tránh ánh sáng. Dung dịch sử dụng trong 60 ngày.

5.1.14  Dung dịch nhuộm màu nhôm: cân chính xác 1 g chlorophotphonazo- I (C₁₆H₁₈O₁₄N₂S₂PCI) cho vào chai màu nâu 5 000 ml, thêm 4 000 ml nước, thêm 500 ml dung dịch hexamine 30 % (5.1.12) khuấy trộn đều bảo quản trong bình tối màu tránh tiếp xúc với ánh sáng. Dung dịch sử dụng trong 60 ngày.

5.1.15  Dung dịch thử sắt: cân 1 g 1-10 phenanthroline (C₁₂H₁₈N₂.H₂O) vào cốc 300 ml thêm 20 ml ethanol. Hòa tan bằng máy siêu âm. Cân 100 g natri axetat (CH₃COONa.3H₂O) và 10 g axit citric (H₃C₆H₅O₇) vào cốc 300 ml khác, thêm 200 ml nước, đun nóng để hòa tan. Trộn đều 2 dung dịch này bằng máy siêu âm, lưu trữ trong bình thuốc thử màu nâu bảo quản ở nhiệt độ từ 0 °C đến 5°C. Dung dịch sử dụng trong 30 ngày.

5.1.16  Dung dịch TEA (1+4): đong 100 ml triethanolamine (C₆H₁₅NO₃), 400 ml nước cất khuấy trộn đều. Bảo quản trong bình thủy tinh tối màu.

5.1.17  Dung dịch TEA (1+1): đong 200 ml triethanolamine (C₆H₁₅NO₃), thêm 200 ml nước cất khuấy trộn đều. Bảo quản trong bình thủy tinh tối màu.

5.1.18  Dung dịch chỉ thị calci 0,025 %: 0,125 g chất chỉ thị calci (o-cresolphthalein complexone) vào bình nhựa nâu, thêm 10g natri hydroxide (NaOH). Rót 500 ml nước cất, lắc đều hòa tan. Để sau 2-3 ngày sử dụng trong 6 tháng.

5.1.19  Dung dịch thử calci: lấy 160 ml dung dịch chỉ thị calci 0,025 % (5.1.18), thêm 40 ml dung dịch TEA (1+4) (5.1.16), lắc đều cho dung dịch đồng nhất. Dung dịch sử dụng trong ngày.

5.1.20  Dung dịch đệm magnesi: cân 0,5 g 1-10 phenanthroline (C₁₂H₈N₂.H₂O) cho vào cốc 300 ml, thêm 20 ml ethanol, hòa tan bằng máy siêu âm. Lấy một cốc 600 ml thêm 500 ml nước, 7 g natri tetraborat-nước (1/10) (Na₂B₄O₇.10H₂O), gia nhiệt để hòa tan, thêm 1 g EGTA (C₁₄H₂₄N₂O₁₀), 1 g chì trioxonitrat (PbNO₃), 3 g natri hydroxide (NaOH), hòa tan bằng máy siêu âm. Trộn 2 dung dịch, lắc đều và bảo quản trong chai teflon.

5.1.21  Dung dịch nhuộm màu magnesi: lấy 80 ml dung dịch đệm magnesi (5.1.20), thêm 80 ml dung dịch CPA-I 0,02 % (5.1.13), 40 ml dung dịch TEA (1+1) (5.1.17), lắc đều và bảo quản trong chai teflon.

5.1.22  Dung dịch DAPM 2 %: cân 1 g diantipyrin methan (C₂₃H₂₄N₄O₂) cho vào cốc 300 ml, thêm 10 ml ethanol (C₂H₅OH), 32 ml nước cất, 8 ml dung dịch hydro chloride (1 + 1) (5.1.2), khuấy thành dung dịch, bảo quản trong bình nâu miệng nhỏ. Dung dịch sử dụng trong 30 ngày.

5.1.23  Thuốc thử titani 2 %: cân 1 g thuốc thử titani, thêm 50 ml nước khuấy trộn đều, bảo quản trong lọ tối màu. Dung dịch sử dụng trong 15 ngày.

5.1.24  Dung dịch lọc: lấy 20 ml dung dịch hydro chloride (1 + 1) (5.1.2) vào bình định mức 500 ml, định mức bằng nước cất tới vạch, lắc đều.

5.1.25  Dung dịch trắng: cân 2 g chất phá mẫu (5.1.6) vào bình định mức 500 ml trong đó đã có khoảng 300 ml nước cất và 20 ml dung dịch hydro chloride (1+1) (5.1.2), lắc cho tan và định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, cho vào bình bảo quản.

5.2  Dung dịch chuẩn

5.2.1  Dung dịch chuẩn gốc silic dioxide (SiO₂) 10 mg/ml

Cân 23 g dinatri silicat-nước (1/9) (Na₂SiO₃.9H₂O) vào cốc 600 ml, thêm khoảng 400 ml nước cất hòa tan. Rót hỗn hợp vào bình định mức 500 ml và định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, cho vào bình bảo quản.

5.2.2  Dung dịch chuẩn gốc nhôm oxide (Al₂O₃) 4 mg/ml

Cân 2,1176 g nhôm (99,5%) vào cốc 500 ml, thêm 80 ml dung dịch hydro chloride (1+1) (5.1.2) và 10 ml hydro trioxonitrat đậm đặc (5.1.4), đậy bằng tấm kính đồng hồ, đun nóng để hòa tan. Để nguội, rót hỗn hợp vào trong bình định mức 1 000 ml và định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, cho vào bình bảo quản.

5.2.3  Dung dịch chuẩn gốc sắt (III) oxide (Fe₂O₃) 0,5 mg/ml

Cân 0,25 g sắt (III) oxide (đã sấy khô ở 110°C trong 2 h đến trọng lượng không đổi) cho vào một cốc 500 ml, thêm 30 ml hydro chloride đậm đặc (5.1.1), 10 ml hydro trioxonitrat đậm đặc (5.1.4), đậy bằng tấm kính đồng hồ, đun nóng để hòa tan đến dung dịch đồng nhất. Đề nguội, rót vào bình định mức 500 ml và định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, cho vào bình bảo quản.

5.2.4  Dung dịch chuẩn gốc titani dioxide (TiO₂) 0,40 mg/ml

Cân 1,773 3 g dikali titanii oxodioxalat - nước (1/2) (K₂TiO(C₂O₄)2.2H₂O) cho vào cốc 300 ml, thêm 50 ml nước cất, 50 ml dihydro sultat đậm đặc (5.1.3), đậy bằng tấm kính đồng hồ, đun sôi 5 min. Để nguội, rót vào bình định mức 1 000 ml và định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, cho vào bình bảo quản.

5.2.5  Dung dịch chuẩn gốc calci oxide (CaO) 1 mg/ml

Cân 1,784 8 g calci carbonat (CaCO₃) (đã sấy khô ở 110°C trong 2 h đến khối lượng không đổi) cho vào cốc 300 ml, thêm khoảng 50 ml nước cất, đậy bằng tấm kính đồng hồ, thêm từ từ 24 ml dung dịch hydro chloride (1 + 1) (5.1.2), hòa tan đến dung dịch đồng nhất, rót vào bình định mức 1 000 ml và định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, cho vào bình bảo quản.

5.2.6  Dung dịch chuẩn gốc magnesi oxide (MgO) 1 mg/ml

Cân 1 g magnesi oxide (đã được nung ở 950°C trong 30 min đến trọng lượng không đổi trong chén sứ) vào cốc 300 ml, thêm 50 ml nước, đậy bằng tấm kính đồng hồ, thêm từ từ 24 ml dung dịch hydro chloride (1 + 1) (5.1.2) đun sôi đến tan hoàn toàn. Để nguội, rót vào bình định mức 1 000 ml và định mức định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, cho vào bình bảo quản.

5.2.7  Dung dịch chuẩn gốc kali oxide (K₂O) 1 mg/ml

Cân chính xác 1,582 8 g kali chloride (KCI) (đã được nung ở 400°C trong 30 min) cho vào cốc 300 ml, dùng nước cất rửa sạch phần còn sót lại trên đĩa cân đổ vào cốc, khuấy đều để muối tan đến dung dịch đồng nhất. Rót vào bình định mức dung tích 1 000 ml và định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, cho vào bình bảo quản.

5.2.8  Dung dịch chuẩn gốc natri oxide (Na₂O) 1 mg/ml

Cân chính xác 1,885 6 g natri chloride (NaCI) (đã được nung ở 400°C trong 30 min) cho vào cốc chịu nhiệt dùng nước rửa sạch phần còn sót lại trên đĩa cân đổ vào cốc, khuấy đều để muối tan đến dung dịch đồng nhất. Rót vào bình định mức dung tích 1000 ml và định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều, cho vào bình bảo quản.

5.2.9  Dung dịch chuẩn hỗn hợp silic dioxide và nhôm oxide (SiO₂ 0,200 mg/ml, Al₂O₃ 0,080 mg/ml)

Rót khoảng 800 ml nước vào bình định mức 1 000 ml, cân 4 g chất phá mẫu (5.1.6), lắc cho tan. Thêm 40 ml dung dịch hydro chloride (1 + 1) (5.1.2), 20 ml dung dịch chuẩn gốc nhôm oxide 4 mg/ml (5.2.2), 20 ml dung dịch chuẩn gốc silic dioxide 10 mg/ml (5.2.1), lắc đều. Định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều.

Sau khi pha, chuẩn lại nồng độ dung dịch.

5.2.10  Dung dịch chuẩn hỗn hợp sắt (III) oxide và titani dioxide (Fe₂O₃: 0,002 mg/ml, TiO₂ 0,004 mg/ml)

Rót khoảng 800 ml nước vào bình định mức 1 000 ml, cho 4 g chất phá mẫu (5.1.6) lắc cho tan. Hút 40 ml dung dịch hydro chloride (1+1) (5.1.2) vào bình định mức, thêm 4 ml dung dịch chuẩn gốc sắt (III) oxide 0,5 mg/ml (5.2.3), 10 ml dung dịch chuẩn gốc titani dioxide 0,4 mg/ml (5.2.4) vào bình định mức trên, lắc đều. Định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều.

5.2.11  Dung dịch chuẩn hỗn hợp calci oxide và magnesi oxide (CaO 0,005 mg/ml, MgO 0,005 mg/ml)

Rót khoảng 400 ml nước vào bình định mức 500 ml, cho 2 g chất phá mẫu (5.1.6), lắc cho tan, thêm 20 ml dung dịch hydro chloride (1+1) (5.1.2), lắc đều. Thêm 2,5 ml dung dịch chuẩn gốc calci oxide 1 mg/ml (5.2.5); 2,5 ml dung dịch chuẩn gốc magnesi oxide 1 mg/ml (5.2.6), lắc đều. Định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều.

5.2.12  Dung dịch chuẩn hỗn hợp kali oxide và natri oxide (K₂O 0,02 mg/ml, Na₂O 0,02 mg/ml)

Rốt khoảng 800 ml nước vào bình định mức 1 000 ml, cho 4 g chất phá mẫu (5.1.6), lắc cho tan, thêm 40 ml dung dịch hydro chloride (1+1) (5.1.2) lắc đều. Hút 20 ml dung dịch chuẩn gốc kali oxide 1 mg/ml (5.2.7), 20 ml dung dịch chuẩn gốc natri oxide 1 mg/ml (5.2.8) lắc đều và định mức bằng nước cất đến vạch, lắc đều.

6  Chuẩn bị mẫu thử

6.1  Lấy mẫu

Mẫu cao lanh để sản xuất gốm sứ dân dụng được lấy theo TCVN 4344-1986.

Mẫu cần phân tích có khối lượng không ít hơn 300g, kích thước hạt không lớn hơn 5 mm (nếu kích thước hạt lớn thì phải gia công sơ bộ để đạt theo yêu cầu, sau đó mới tiến hành các bước tiếp theo).

Trộn đều mẫu thử, dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 100 g, nghiền nhỏ đến lọt hết qua sàng 0,20 mm. Bằng phương pháp chia tư lấy khoảng 50 g, nghiền nhỏ đến lọt hết qua sàng 0,1 mm. Tiếp tục bằng phương pháp chia tư lấy khoảng 12-15 g, làm mẫu phân tích, phần còn lại bảo quản làm mẫu lưu.

Khi nghiền mẫu thử nếu dùng bằng công cụ bằng thép phải dùng nam châm để loại sắt lẫn vào mẫu sau đó mới nghiền mịn mẫu phân tích trên cối mã não (4.5) đến lọt hết qua sàng 0,063 mm. Mẫu để phân tích hóa học được sấy ở nhiệt độ (105 ±5) °C đến khối lượng không đổi, làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng.

6.2  Phân giải mẫu

Cân 0,15 g mẫu (6.1), chính xác đến 0,000 1 g cho vào chén bạc (4.4) (dùng panh thao tác, không dùng tay). Thêm 2,00 g chất phá mẫu (5.1.6), trộn nhẹ nhàng hỗn hợp bằng đũa thủy tinh đầu tròn, làm sạch đũa thủy tinh, đậy nắp chén lên đưa vào lò điện ở nhiệt độ 750°C, lưu ở nhiệt độ này 30 min. Lấy chén ra để nguội đặt chén vào cốc thủy tinh dung tích 600 ml. Rót vào cốc 500 ml dung dịch lọc (5.1.24). Đặt cốc vào bồn khuấy siêu âm để hòa tan mẫu tạo thành dung dịch phân tích.

Sau khi thu được dung dịch phản tích tiến hành đo K₂O và Na₂O, nếu để quá 1,5 h kết quả sai số lớn. Tiếp theo đo ngay CaO, MgO, SiO₂, cuối cùng đo Fe₂O₃, TiO₂, Al₂O₃ (3 chỉ tiêu này có thể đo sau 5 h).

7  Phương pháp thử

Quá trình xác định thành phần hóa học của cao lanh được tiến hành theo sơ đồ trong Hình 1

7.1  Xác định lượng mất khi nung (MKN)

7.1.1  Nguyên tắc

Mẫu thử được nung ở nhiệt độ (1 000 ± 50) °C đến khối lượng không đổi. Từ sự giảm khối lượng mẫu thử tính ra lượng mất khi nung.

7.1.2  Cách tiến hành

Nung chén sứ ở nhiệt độ (1000 ± 50) °C đến khối lượng không đổi, để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng và cân để biết khối lượng chén.

Cân khoảng 1 g mẫu (6.1) chính xác đến 0,0001 g, cho vào trong chén sứ rồi nung chén có chứa mẫu ở nhiệt độ (1000 ± 50) °C và giữ mẫu ở nhiệt độ đó trong khoảng thời gian từ 1 h đến 1,5 h. Lấy chén ra, để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi cân. Lặp lại quá trình nung và cân chén có chứa mẫu đến khi thu được khối lượng không đổi.

7.1.3  Tính kết quả.

Mất khi nung (MKN) của mẫu, tính bằng phần trăm (%), theo công thức (1)

trong đó:

m₁  là khối lượng của chén và mẫu trước khi nung, tính bằng gam (g);

m₂  là khối lượng của chén và mẫu sau khi nung, tính bằng gam (g);

m  là lượng cân mẫu thử, tính bằng gam (g).

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

Hình 1- Sơ đồ xác định thành phần hóa học của cao lanh

7.2  Xác định hàm lượng silic dioxide (SiO₂)

7.2.1  Nguyên tắc

Trong môi trường axit, silic dioxide tan phản ứng với amoni molypdat tạo thành axit molypdosilicic. Axit này bị khử bởi axit ascorbic tạo thành phức có màu xanh, cường độ màu tỷ lệ với nồng độ silic có trong dung dịch. Đo độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng 800-815 nm.

7.2.2  Cách tiến hành

Dùng pipet hút 10 ml dung dịch trắng (5.1.25), (6.2), dung dịch chuẩn hỗn hợp silic dioxide và nhóm oxide (SiO₂ 0,200 mg/ml, AI₂O₃ 0,080 mg/ml) (5.2.9) cho vào 3 bình định mức 250 ml. Thêm vào mỗi bình 4 giọt 10% (5.1.5), 0,5 ml dung dịch amoni florua, để 10 min. Thêm 20 ml dung dịch đệm axit boric 1 % (5.1.10) lắc đều để tiếp 10 min. Tiếp tục thêm 20 ml dung dịch amoni molypdat 2 % (5.1.7) lắc đều. Để thời gian tương ứng tùy theo nhiệt độ phòng như sau:

Bảng 1- Thời gian để mẫu theo nhiệt độ

Sau đó thêm 100 ml dung dịch khử silic 0,6 %. Sau 30 min đem đo độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng 800-815 nm.

Từ trị số độ hấp thụ quang đo được xác định được hàm lượng SiO₂.

• Xây dựng đường chuẩn:

Lấy 6 bình định mức 250 ml, dùng pipet để lần lượt cho vào mỗi bình một thể tích dung dịch chuẩn hỗn hợp silic dioxide và nhôm oxide (SiO₂ = 0,200 mg/ml, Al₂O₃ = 0,080 mg/ml) (5.2.9) theo thứ tự 0 ml; 2 ml; 4 ml; 6 ml; 8 ml; 10 ml. Thêm vào mỗi bình một lượng dung dịch trắng (5.1.25) theo thứ tự 10 ml; 8 ml; 6 ml; 4 ml; 2 ml; 0 ml. Thêm vào mỗi bình 4 giọt 10 % (5.1.5), 0,5 ml dung dịch amoni florua, để 10 min. Thêm 20 ml dung dịch đệm axit boric 1 % (5.1.10) lắc đều để tiếp 10 min. Tiếp tục thêm 20 ml dung dịch amoni molypdat 2 % (5.1.7) lắc đều. Để thời gian tương ứng tùy theo nhiệt độ phòng xem Bảng 1.

Sau đó thêm 100 ml dung dịch khử silic 0,6 % (5.1.9). Sau 30 min đem đo độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sống 800-815 nm. Từ hàm lượng silic dioxide và giá trị độ hấp thụ quang tương ứng, xây dựng đường chuẩn.

7.2.3  Tính kết quả.

Hàm lượng silic dioxide (SiO₂) tính bằng phần trăm (%), theo công thức (2)

trong đó

C_ch  là nồng độ của silic dioxide trong dung dịch chuẩn đã nhuộm màu, tính bằng miligam trên mililít (mg/ml);

A_ch  là độ hấp thụ quang của dung dịch chuẩn đã nhuộm màu;

A  là độ hấp thụ quang của dung dịch mẫu đã nhuộm màu;

A₀  là độ hấp thụ quang của dung dịch trắng đã nhuộm màu;

m  là khối lượng cân mẫu thử theo 6.2, tính bằng miligam (mg).

Chênh lệch (tính theo giá trị tuyệt đối) giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,50%

7.3  Xác định hàm lượng nhôm oxide (AI₂O₃)

7.3.1  Nguyên tắc

Trong môi trường nước nhôm phản ứng với Chlorophotphonazo I (CPA- I) với tỷ lệ mol 1:1 tạo thành một hợp chất màu tím đỏ ở pH =4-6, cường độ màu tỷ lệ với nồng độ nhôm trong dung dịch. Hợp chất này hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 610 nm.

7.3.2  Cách tiến hành.

Dùng pipet lấy 10 ml dung dịch trắng (5.1.25), 10 ml dung dịch chuẩn hỗn hợp silic dioxide và nhôm oxide (SiO₂ 0,200 mg/ml, AI₂O₃ 0,080 mg/ml) (5.2.9) cho vào 2 bình định mức 100 ml. Dùng pipet lấy 5 ml dung dịch mẫu (6.2) và 5 ml dung dịch trắng (5.1.25) cho vào 1 bình định mức 100 ml khác. Thêm vào mỗi bình định mức 4 giọt dung dịch thioure 10 % (5.1.5), dùng dung dịch nhuộm màu nhóm (5.1.14) định mức đến vạch, lắc đều. Sau 30 min đo độ hấp thụ màu ở bước sóng 610 nm. Độ hấp thụ ổn định trong 2 h.

• Xây dựng đường chuẩn.

Lấy 6 bình định mức 100 ml, dùng pipet để lần lượt cho vào từng bình dung dịch chuẩn hỗn hợp silic dioxide và nhôm oxide (SiO₂ = 0,200 mg/ml, AI₂O₃ = 0,080 mg/ml) (5.2.9) theo thứ tự 0 ml, 2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml. Thêm tiếp lần lượt vào các bình theo thứ tự 10 ml, 8 ml, 6 ml, 4 ml, 2 ml, 0 ml dung dịch trắng (5.1.25). Thêm vào mỗi bình định mức 4 giọt dung dịch thioure 10 % (5.1.5), dùng dung dịch nhuộm màu nhôm (5.1.14) định mức đến vạch, lắc đều. Sau 30 min đo độ hấp thụ màu ở bước sóng 610 nm. Từ hàm lượng nhôm oxide và giá trị độ hấp thụ quang tương ứng, xây dựng đường chuẩn.

7.3.3. Tính kết quả.

Hàm lượng nhôm oxide (Al₂O₃) tính bằng phần trăm (%), theo công thức (3)

trong đó

C_ch  là nồng độ của nhôm oxide trong dung dịch chuẩn đã nhuộm màu, tính bằng miligam trên mililít (mg/ml)

A_ch  là độ hấp thụ quang của dung dịch chuẩn đã nhuộm màu;

A  là độ hấp thụ quang của dung dịch mẫu đã nhuộm màu;

A₀  là độ hấp thụ quang của dung dịch trắng đã nhuộm màu;

m : khối lượng cân mẫu thử theo 6.2, tính bằng miligam (mg).

Chênh lệch (tính theo giá trị tuyệt đối) giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,35 %

7.4  Xác định hàm lượng titani dioxide (TiO₂)

7.4.1  Nguyên tắc.

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

7.4.2  Cách tiến hành

Dùng pipet lần lượt lấy 25 ml dung dịch trắng (5.1.25), dung dịch mẫu (6.2), dung dịch chuẩn hỗn hợp titani dioxide và sắt (III) oxide (TiO₂ 0,004 mg/ml, Fe₂O₃ 0,002 mg/ml) (5.2.10) cho vào 3 cốc 50 ml. Thêm vào mỗi cốc 2 giọt dung dịch thioure 10 % (5.1.5), 1 ml dung dịch khử silic 0,6 % (5.1.9), 1 ml thuốc thử titani 2% (5.1.23), 1 ml dung dịch DAPM 2 % (5.1.22) lắc đều, để 20 min đo độ hấp thụ ở bước sóng 400 nm. Độ hấp thụ màu ổn định trong 2h.

• Xây dựng đường chuẩn.

Lấy 6 cốc 50 ml, dùng pipet để cho vào từng cốc dung dịch chuẩn hỗn hợp titani dioxide và sắt (III) oxide (TiO₂ 0,004 mg/ml, Fe₂O₃ 0,002 mg/ml) (5.2.10) theo thứ tự 0 ml, 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml, 25 ml. Thêm tiếp lần lượt vào các cốc theo thứ tự 25 ml, 20 ml, 15 ml, 10 ml, 5 ml, 0 ml dung dịch trắng (5.1.25). Thêm vào mỗi cốc 2 giọt dung dịch thioure 10 % (5.1.5), 1 ml dung dịch khử silic 0,6 % (5.1.9), 1 ml thuốc thử titani (5.1.23), 1 ml dung dịch DAPM 2 % (5.1.22) lắc đều, để 20 min đo độ hấp thụ ở bước sóng 400 nm. Từ hàm lượng titani dioxide và giá trị độ hấp thụ quang tương ứng, xây dựng đường chuẩn.

7.4.3  Tính kết quả

Hàm lượng titani dioxide (TiO₂) tính bằng phần trăm (%), theo công thức (4)

trong đó

C_ch  là nồng độ của titani dioxide trong dung dịch chuẩn đã nhuộm màu, tính bằng miligam trên mililít (mg/ml);

A_ch  là độ hấp thụ quang của dung dịch chuẩn đã nhuộm màu;

A  là độ hấp thụ quang của dung dịch mẫu đã nhuộm màu;

A₀  là độ hấp thụ quang của dung dịch trắng đã nhuộm màu;

m là khối lượng cân mẫu thử theo 6.2, tính bằng miligam (mg).

Chênh lệch (tính theo giá trị tuyệt đối) giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,15 %.

7.5  Xác định hàm lượng sắt (III) oxide (Fe₂O₃)

7.5.1  Nguyên tắc

Trong môi trường pH=1-4, ion Fe³⁺ bị khử thành Fe²⁺ khi có mặt axit ascorbic, lon Fe²⁺ phản ứng với 1, 10- phenanthroline tạo hợp chất màu đỏ gạch, cường độ màu tỷ lệ với nồng độ của sắt trong dung dịch. Đo độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng 510 nm.

7.5.2  Cách tiến hành

Dùng pipet bầu lấy 25 ml dung dịch trắng (5.1.25), dung dịch mẫu (6.2), dung dịch chuẩn hỗn hợp titani dioxide và sắt (III) oxide (TiO₂ 0,004 mg/ml, Fe₂O₃ 0,002 mg/ml) (5.2.10) cho vào 3 cốc 50 ml. Thêm vào mỗi cốc 2 giọt dung dịch thioure 10 % (5.1.5), 1 ml dung dịch khử Silic 0,6 % (5.1.9), 5 ml dung dịch thử sắt (5.1.15) lắc đều. Để 20 min, đo độ hấp thụ của dung dịch ở bước sóng 510 nm. Độ hấp thụ màu ổn định trong 2 h.

• Xây dựng đường chuẩn.

Lấy 6 cốc 50 ml, dùng pipet cho vào từng cốc dung dịch chuẩn hỗn hợp titani dioxide và sắt (III) oxide (TiO₂ 0,004 mg/ml, Fe₂O₃ 0,002 mg/ml) (5.2.10) theo thứ tự 0 ml, 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml, 25 ml. Thêm tiếp lần lượt vào các cốc theo thứ tự 25 ml, 20 ml, 15 ml, 10 ml, 5 ml, 0 ml dung dịch trắng (5.1.25). Thêm vào mỗi cốc 2 giọt dung dịch thioure 10 % (5.1.5), 1 ml dung dịch khử silic 0,6 % (5.1.9), 5 ml dung dịch thử sắt (5.1.15) lắc đều. Để 20 min, đo độ hấp thụ của dung dịch ở bước sóng 510 nm. Từ hàm lượng sắt oxide và giá trị độ hấp thụ quang tương ứng, xây dựng đường chuẩn.

7.5.3  Tính kết quả

Hàm lượng sắt oxide (Fe₂O₃) tính bằng phần trăm (%), theo công thức (5)

trong đó

C_ch  là nồng độ của sắt oxide trong dung dịch chuẩn đã nhuộm màu, tính bằng miligam trên mililít (mg/ml);

A_ch  là độ hấp thụ quang của dung dịch chuẩn đã nhuộm màu;

A  là độ hấp thụ quang của dung dịch mẫu đã nhuộm màu;

A₀  là độ hấp thụ quang của dung dịch trắng đã nhuộm màu;

m : khối lượng cân mẫu thử theo 6.2, tính bằng miligam (mg).

Chênh lệch (tính theo giá trị tuyệt đối) giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,15 %

7.6  Xác định hàm lượng calci oxide (CaO)

7.6.1  Nguyên tắc

Các ion Ca²⁺ phản ứng với o-cresolphtalein complexone trong dung dịch kiềm để tạo thành một phức chất màu tím mà độ hấp thụ tối đa ở 570 nm.

7.6.2  Cách tiến hành

Dùng pipet lấy 10 ml dung dịch trắng (5.1.25), 10 ml dung dịch chuẩn hỗn hợp calci oxide và magnesi oxide (CaO 0,005 mg/ml, MgO 0,005 mg/ml) (5.2.11) vào 2 cốc 50 ml riêng biệt; dung dịch mẫu (6.2) được lấy vào cốc 50 ml khác với lượng dung dịch (tùy theo hàm lượng CaO trong mẫu) được nêu trong Bảng 2. Thêm vào mỗi cốc 2 giọt dung dịch thioure 10 % (5.1.5) lắc đều. Thêm 25 ml dung dịch thử calci (5.1.19), lắc đều. Sau 30 min đo độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch ở bước sóng 570 nm. Độ hấp thụ màu ổn định trong 2 h.

Bảng 2 - Lượng dung dịch mẫu và dung dịch trắng thêm vào

• Xây dựng đường chuẩn

Lấy 6 cốc 50 ml, dùng pipet cho vào từng cốc dung dịch chuẩn hỗn hợp calci oxide và magnesi oxide (CaO= 0,005 mg/ml, MgO= 0,005 mg/ml) (5.2.11) theo thứ tự 0 ml, 2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml. Thêm tiếp lần lượt vào các bình theo thứ tự 10 ml, 8 ml, 6 ml, 4 ml, 2 ml, 0 ml dung dịch trắng (5.1.25). Thêm vào mỗi cốc 2 giọt dung dịch thioure 10 % (5.1.5) lắc đều. Thêm 25 ml dung dịch thử calci (5.1.19), lắc đều. Sau 30 min đo độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch ở bước sóng 570 nm. Từ hàm lượng calci oxide và giá trị độ hấp thụ quang tương ứng, xây dựng đường chuẩn.

7.6.3  Tính kết quả

Hàm lượng calci oxide (CaO), tính bằng phần trăm (%), theo công thức (6)

trong đó

C_ch  là nồng độ của calci oxide trong dung dịch chuẩn đã nhuộm màu, tính bằng miligam trên mililít (mg/ml);

V  là lượng dung dịch mẫu hút để nhuộm màu theo 7.6.2, tính bằng mililít (ml);

A_ch  là độ hấp thụ quang của dung dịch chuẩn đã nhuộm màu;

A  là độ hấp thụ quang của dung dịch mẫu đã nhuộm màu;

A₀  là độ hấp thụ quang của dung dịch trắng đã nhuộm màu;

m là khối lượng cân mẫu thử theo 6.2, tính bằng miligam (mg),

Chênh lệch (tính theo giá trị tuyệt đối) giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,20 %

7.7  Xác định hàm lượng magnesi oxide (MgO)

7.7.1  Nguyên tắc

lon Mg²⁺ và Ca²⁺ phản ứng với chlorophotphonazo I (CPA-I) tạo phức có màu ổn định. Phức này hấp thụ ánh sáng tối đa ở bước sóng 573 nm. Phá hủy phức của calci với CPA-1 bằng cách sử dụng dung dịch EGTA-Pb. Cường độ màu tỷ lệ với nồng độ của magnesi trong dung dịch.

7.7.2  Cách tiến hành

Dùng pipet lấy 10 ml dung dịch trắng (5.1.25), dung dịch mẫu (6.2), dung dịch chuẩn hỗn hợp calci oxide và magnesi oxide (CaO 0,005 mg/ml, MgO 0,005 mg/ml) (5.2.11) cho vào 3 cốc 50 ml. Thêm vào mỗi cốc 2 giọt dung dịch thioure 10 % (5.1.5), lắc đều, thêm tiếp 25 ml dung dịch nhuộm màu magnesi (5.1.21) , lắc đều. Sau 15 min xác định độ hấp thụ bước sóng 573 nm. Độ hấp thụ ổn định trong 1h.

• Xây dựng đường chuẩn.

Lấy 6 cốc 50 ml, dùng pipet cho vào từng cốc dung dịch chuẩn hỗn hợp calci oxide và magnesi oxide (CaO 0,005 mg/ml, MgO 0,005 mg/ml) (5.2.11) theo thứ tự 0 ml, 2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml. Thêm tiếp lần lượt vào các bình theo thứ tự 10 ml, 8 ml, 6 ml, 4 ml, 2 ml, 0 ml dung dịch trắng (5.1.25). Thêm vào mỗi cốc 2 giọt dung dịch thioure 10 % (5.1.5), lắc đều; thêm tiếp 25 ml dung dịch nhuộm màu magnesi (5.1.21) , lắc đều. Sau 15 min xác định độ hấp thụ bước sóng 573 nm. Từ hàm lượng magnesi oxide và giá trị độ hấp thụ quang tương ứng, xây dựng đường chuẩn.

7.7.3  Tính kết quả

Hàm lượng magnesi oxide (MgO), tính bằng phần trăm (%), theo công thức (7)

trong đó

C_ch  là nồng độ của Magnesi oxide trong dung dịch chuẩn đã nhuộm màu, tính bằng miligam trên mililít (mg/ml);

A_ch  là độ hấp thụ quang của dung dịch chuẩn đã nhuộm màu;

A  là độ hấp thụ quang của dung dịch mẫu đã nhuộm màu;

A₀  là độ hấp thụ quang của dung dịch trắng đã nhuộm màu;

m là khối lượng cân mẫu thử theo 6.2, tính bằng miligam (mg).

Chênh lệch (tính theo giá trị tuyệt đối) giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,10 %.

7.8  Xác định hàm lượng dikali oxide (K₂O) và dinatri oxide (Na₂O)

7.8.1  Nguyên tắc

Hòa tan mẫu thử thành dung dịch mẫu. Xác định hàm lượng các oxide kim loại kiềm có trong dung dịch mẫu bằng quang phổ ngọn lửa với các kính lọc sáng ứng với bước sóng 768 nm cho kali và bước sóng 589 nm cho natri.

7.8.2  Cách tiến hành

Dùng pipet bầu lấy 50 ml dung dịch trắng (5.1.25), dung dịch chuẩn hỗn hợp kali oxide và natri oxide (K₂O 0,02 mg/ml, Na₂O 0,02 mg/ml) (5.2.12), dung dịch mẫu (6.2) vào 3 cốc khô. Thực hiện thao tác đo kali và natri trong các cốc trên máy quang phổ ngọn lửa theo đúng hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất thiết bị. Ghi giá trị đo được (độ hấp thụ hoặc cường độ bức xạ tương đối của dung dịch).

• Xây dựng đường chuẩn.

Lấy 6 bình định mức 50 ml, cho vào từng cốc dung dịch chuẩn hỗn hợp kali oxide và natri oxide (K₂O 0,02 mg/ml, Na₂O 0,02 mg/ml) (5.2.12) theo thứ tự 0 ml, 10 ml, 20 ml, 30 ml, 40 ml, 50 ml, định mức bằng dung dịch trắng (5.1.25) tới vạch, lắc đều. Thực hiện thao tác đo kali và natri trong các cốc trên máy quang phổ ngọn lửa theo đúng hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất thiết bị. Lần lượt đo cường độ bức xạ của các dung dịch tuyến tính có nồng độ từ thấp tới cao. Từ hàm lượng kali oxide, natri oxide và giá trị độ hấp thụ quang tương ứng, xây dựng đường chuẩn.

7.8.3  Tính kết quả

Hàm lượng kali oxide (hoặc natri oxide) tính bằng phần trăm (%), theo công thức (8)

trong đó

C_ch  là nồng độ của kali oxide (hoặc natri oxide) trong dung dịch chuẩn đã nhuộm màu, tính bằng miligam trên mililít (mg/ml);

A_ch  là độ hấp thụ hoặc cường độ bức xạ tương đối của dung dịch chuẩn;

A  là độ hấp thụ hoặc cường độ bức xạ tương đối của dung dịch mẫu;

A₀  là độ hấp thụ hoặc cường độ bức xạ tương đối của dung dịch trắng;

m là khối lượng cân mẫu thử theo 6.2, tính bằng miligam (mg).

Chênh lệch (tính theo giá trị tuyệt đối) giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,20 %.

8. Báo cáo thử nghiệm

Trong báo cáo thử nghiệm bao gồm ít nhất các thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Các chi tiết cần thiết để nhận biết mẫu thử;

c) Kết quả thử ở điều 7;

d) Các đặc điểm bất thường ghi nhận trong quá trình thử;

e) Các thao tác bất kỳ được thực hiện không quy định trong tiêu chuẩn này.