Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 4153:1985 Ferosilic-Phương pháp xác định photpho

TCVN 4153:1985

FERO SILIC - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHOTPHO

Ferrosilicon - Method for the determination of photphorua

Lời nói đầu

TCVN 4153:1985 do Viện luyện kim đen - Bộ cơ khí và luyện kim biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng trình duyệt, Ủy ban Khoa học và kỹ thuật Nhà nước (nay là Bộ Khoa học và Công nghệ) ban hành.

Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

FERO SILIC - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHOTPHO

Ferrosilicon - Method for the determination of photphorua

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp so màu xác định lượng photpho trong ferosilic (khi hàm lượng photpho từ 0,01 % đến 0,2 %).

1. Yêu cầu chung

Khi xác định photpho trong ferosilic phải theo các yêu cầu chung trong TCVN 4149:1985.

2. Bản chất phương pháp.

Phương pháp dựa vào phản ứng tạo thành axit dị đa photpho molipdic màu vàng và axit này được khử về dạng phức chất màu xanh trong môi trường axit clohydric bằng ion sắt (II) với sự có mặt của hydroxila min hydroclorua hay thioure. Cường độ màu xanh của dung dịch tỷ lệ thuận với hàm lượng photpho.

3. Thiết bị, hóa chất và dung dịch

Phổ quang kế hay máy so màu quang điện.

Axit nitric d 1,40.

Axit flohydric, dung dịch 40 %.

Axit sunfuric dung dịch 1 + 20.

Axit pecloric d 1,67 hay d 1,51.

Axit clohydric d 1,19.

Axit clohydric d 1,105: pha loãng 560 cm³ axit clohydric đến 1 dm³ bằng nước.

Amoniac d 0,91, dung dịch 1 + 1.

Phèn sắt (III) amoni, dung dịch 10 %: hòa tan 100 g phèn trong 1 dm³ dung dịch axit sunfuric 1 + 20.

Hydroxilamin hydroclorua, dung dịch 20 %.

Đồng sunfat, dung dịch 1 %.

Etanola.

Thioure, dung dịch 8 %.

Hỗn hợp khử: trộn lẫn 150 cm³ dung dịch đồng sunfat với 700 cm³ dung dịch thioure. Để lắng 24 giờ rồi lọc bỏ kết tủa.

Amoni molidat kết tủa lại như sau: đun nhẹ đến 80^oC để hòa tan 250 g amoni molipdat trong 400 cm³ nước. Lọc dung dịch qua giấy lọc chảy chậm. Để nguội, vừa khuấy vừa rót 300 cm³ etanola. Sau 1 giờ lọc dung dịch qua giấy lọc chảy vừa. Rửa kết tủa 2 đến 3 lần bằng etanola. Sấy khô tinh thể ngoài không khí. Pha dung dịch amoni molipdat 5 % trước khi dùng.

Kali hydrophotphat kết tinh lại như sau: đun nóng để hòa tan 100 g kali hydrophotphat trong 150 cm³ nước. Sau đó rót dung dịch thành dòng nhỏ vào bát sứ, khuấy mạnh bằng đũa thủy tinh. Khi dung dịch nguội đến nhiệt độ phòng, làm lạnh bát sứ trong vòi nước chảy hay thiết bị làm lạnh, thỉnh thoảng đảo đều. Dùng thiết bị tạo chân không để lọc tinh thể qua phễu lọc thủy tinh màng xốp, rửa tinh thể 2 lần mỗi lần 5 cm³ nước lạnh. Chuyển kết tủa vào cốc, đun nhẹ đến hòa tan trong 80 cm³ nước nóng, sau đó tiến hành kết tủa lại một lần nữa như trên. Sấy tinh thể kali hydrophotphat thu được ở (100 ± 5)^oC trong bát sứ đến khối lượng không đổi.

Dung dịch tiêu chuẩn kali hydrophotphat.

Dung dịch A: cân 0,4393 g muối đã kết tinh lại 2 lần và sấy khô ở nhiệt độ 110^oC, cho vào bình định mức dung tích 1 dm³. Cho 100 cm³ nước. Lắc cho tan muối rồi thêm nước đến vạch. Nồng độ khối của photpho trong dung dịch bằng 0,0001 g/cm³.

Dung dịch B: lấy 10 cm³ dung dịch A vào bình định mức dung tích 100 cm³, thêm nước đến vạch, dùng trong ngày. Nồng độ khối của photpho trong dung dịch này bằng 0,00001 g/ cm³.

4. Tiến hành phân tích

4.1. Cho 0,5 g ferosilic vào bát bạch kim, rót 15 cm³ axit nitric và cẩn thận thêm từng giọt 10 cm³ đến 15 cm³ axit flohydric.

Đun nóng rồi để bốc hơi dung dịch đến thể tích 5 cm³ đến 7 cm³. Thêm 15 cm³ axit pecloric và để bốc hơi đến khi thoát khói trắng dày đặc trong 10 phút đến 15 phút. Sau khi làm nguội, thêm 50 cm³, đun nhẹ để hòa tan muối. Chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 100 cm³.

Để nguội, định mức đến vạch bằng nước, lắc đều rồi lọc qua giấy lọc khô vào cốc khô dung tích 100 cm³, bỏ phần dung dịch đầu đi. Tiếp tục tiến hành theo một trong các phương pháp ở điều 4.1.1 và 4.1.2.

4.1.1. Phương pháp xác định photpho bằng muối sắt (II) với hydroxilamin hydroclorua.

Lấy 20 cm³ (khi hàm lượng photpho đến 0,07 %) hay 10 cm³ dung dịch phân tích khi hàm lượng photpho trên 0,07 % vào 2 bình tam giác dung tích 100 cm³. Vừa lắc liên tục vừa cho amoniac đến khi tạo thành ít kết tủa sắt hydroxit bền, sau đó cẩn thận cho từng giọt axit clohydric d 1,105 để hòa tan kết tủa, tránh cho dư axit. Thêm 10 cm³ dung dịch hydroxilamin hydroclorua, đun nhẹ đến gần sôi. Nếu dung dịch còn màu vàng thì thêm 2 giọt đến 3 giọt amoniac nữa. Trường hợp thấy xuất hiện đục trở lại thì thêm 2 giọt đến 3 giọt axit clohydric d 1,105.

Làm nguội nhanh dung dịch rồi chuyển sang các bình định mức dung tích 100 cm³, thêm vào mỗi bình 10 cm³ dung dịch axit clohydric d 1,105, sau đó vừa lắc vừa cho vào 1 trong 2 bình từng giọt 8 cm³ dung dịch amoni molipdat. Lắc nhẹ 1 phút đến 2 phút, định mức bằng nước, lắc đều. Sau 10 phút, đo mật độ quang trên phổ quang kế hay máy so màu quang điện ở bước sóng 850 nm hay 650 nm. Dùng dung dịch không có amoni molipdat làm dung dịch so sánh.

4.1.2. Phương pháp xác định photpho bằng thiourê.

Lấy 20 cm³ (khi hàm lượng photpho đến 0,07 %) hay 10 cm³ (dung dịch phân tích) (khi hàm lượng photpho trên 0,07 %) vào 2 bình định mức dung tích 100 cm³. Vừa lắc liên tục vừa cho amoniac đến tạo thành kết tủa bền, sau đó cẩn thận hòa tan bằng từng giọt dung dịch axit clohydric d 1,105 rồi cho dư 2 cm³ nữa. Lần lượt cho vào mỗi bình 10 cm³ hỗn hợp khử, 10cm³ dung dịch axit clohydric d 1,105 và 1 trong 2 bình 8 cm³ dung dịch amoni molipdat, pha loãng bằng nước đến vạch, lắc đều. Sau 10 phút đo mật độ quang trên phổ quang kế hay máy so màu quang dùng điện ở bước sóng 850 nm hay 650 nm.

4.2. Hàm lượng photpho xác định theo đồ thị chuẩn hay theo phương pháp so sánh với mẫu chuẩn ferosilic có thành phần gần với mẫu phân tích và được tiến hành qua tất cả các giai đoạn phân tích.

4.3. Dựng đồ thị chuẩn

Lần lượt lấy vào 6 hay 7 bình nón dung tích 100 cm³: 1, 2, 4, 6, 8, 10 cm³ dung dịch tiêu chuẩn B, tương ứng với 0,00001; 0,00002; 0,00004; 0,00006; 0,00008; 0,00010 g photpho.

Thêm vào mỗi bình 25 cm³ nước, 4 cm³ dung dịch phèn sắt (III) amoni, trung hòa dung dịch bằng amoniac đến có kết tủa sắt (III) hydroxit rồi tiếp tục tiến hành phân tích như ở mục 4.1; 4.1.2.

Bình thứ 7 chứa tất cả các thuốc thử trừ dung dịch tiêu chuẩn photpho vừa dùng để kiểm tra hàm lượng photpho trong thuốc thử, vừa dùng làm dung dịch so sánh.

5. Tính kết quả

5.1.4. Hàm lượng photpho (P) tính bằng phần trăm xác định theo phương pháp đồ thị, theo công thức:

trong đó:

m là khối lượng photpho tìm được đồ thị chuẩn, g;

m₁ là lượng cân mẫu tương ứng có trong dung dịch phân tích, g.

5.2. Hàm lượng photpho (P₁) tính bằng phần trăm, xác định theo phương pháp so sánh, theo công thức:

trong đó:

C là hàm lượng photpho trong mẫu chuẩn, %

D là mật độ quang dung dịch mẫu phân tích;

D₁ là mật độ quang dung dịch mẫu chuẩn;

D₂ là mật độ quang dung dịch thí nghiệm kiểm tra.

5.3. Bảng sai lệch giới hạn

%