Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 5924:1995 ISO 4741:1984 Đồng và hợp kim đồng-Xác định hàm lượng photpho-Phương pháp quang phổ molipdovanadat

TCVN 5924:1995

ISO 4741:1984

ĐỒNG VÀ HỢP KIM ĐỒNG - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHỐT PHO - PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ MOLIPĐOVANAĐAT

Copper and copper alloys - Determination of phosphorus content - Molybdovanadate spectrometric method

Lời nói đầu

TCVN 5924:1995 hoàn toàn tương đương với ISO 4741:1984.

TCVN 5924:1995 do Ban Kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 26 Đồng và hợp kim đồng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường (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.

ĐỒNG VÀ HỢP KIM ĐỒNG - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHỐT PHO- PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ MÔLIPDÔVANADAT

Copper and copper alloys - Determination of phosphorus content - Molybdovanadate spectrometric method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp quang phổ môlipdôvanadat để xác định hàm lượng phốt pho trong đồng và hợp kim đồng.

Phương pháp này áp dụng để xác định hàm lượng phốt pho từ 0,0005 % đến 0,5 % (m/m) trong các loại đồng và hợp kim đồng.

2. Nguyên lý

Hòa tan phần mẫu thử bằng axit nitric. Khử các nguyên tố gây ảnh hưởng bằng cách cho bốc hơi với axit pecloric, flohydric, bromhydric. Phân hủy phốt pho không tan bằng cách cho nóng chảy với natri cacbonat.

Đối với nồng độ nhỏ hơn 0,01 % (m/m), chiết phốt pho ở dạng axit phốt pho môlipdic và xác định quang phổ dạng xanh môlipden; đối với nồng độ từ 0,005 % đến 0,5 % (m/m), chiết và xác định quang phổ dưới dạng axit photphovanadômôlipdic.

3. Hóa chất

Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng hóa chất có độ tinh khiết phân tích, và nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

3.1. Axit nitric, d 1,2 g/ml.

3.2. Axit flohydric, 40 % (V/V), d 1,14 g/ml.

3.3. Axit pecloric, d 1,67 g/ml.

3.4. Axit brômhydric, d 1,50 g/ml.

3.5. Isôbutan.

3.6. Mêtanol.

3.7. Mêtyl isobutyl xêton.

3.8. Dung dịch amôni môlipdat I

Hòa tan 50 g amôni môlipdat tetrahydrat [(NH₄)₆MO₇O₂₄.4H₂O] trong 250 ml nước. Cho 15 ml dung dịch axit pecloric (3.3) và 500 ml nước ở nhiệt độ phòng. Pha loãng bằng nước đến 1000 ml.

Khi để lâu trong bình chứa, có thể xuất hiện kết tủa trắng. Tuy kết tủa này không ảnh hưởng đến phân tích nhưng phải cẩn thận không để nó làm nhiễm bẩn dung dịch được dùng trong phân tích.

Ngay trước khi sử dụng, dung dịch dùng để phân tích phải được làm sạch bằng cách lắc kỹ với 100 ml isobutan (3.5).

3.9. Dung dịch amôni môlipdat II

Hòa tan 150 g amôni môlipdat tetrahydrat [(Nh₄)₆MO₇O₂₄.4H₂O] trong 1000 ml nước.

3.10. Thiếc (II) clorit, dung dịch gốc

Hòa tan 10 g thiếc (II) cloruadihydrat (SnCl₂.2H₂O) trong 25 ml axit clohydric, d 1,19 g/ml.

Dung dịch được chuẩn bị ngay trước khi sử dụng.

3.11. Thiếc (II) clorua, dung dịch làm việc

Hòa tan 1 ml dung dịch thiếc (II) clorua gốc (3.10) với 10 ml axit sulfuric d 1,54 g/ml và nước đến 200 ml.

Dung dịch được chuẩn bị ngay trước khi sử dụng.

3.12. Dung dịch amônivanadat

Hòa tan 2,5 g amônivanadat (NH₄VO₃) trong 1000 ml nước.

3.13. Dung dịch axit xitric

Hòa tan 500 g axit xitric trong 1000 ml nước.

3.14. Phốt pho, dung dịch chuẩn tương ứng 10 mg P/1 lít

Hòa tan trong nước 0,8786 g kali hydro othophotphat (KH₂PO₄), vừa được sấy ở 105^oC, và pha loãng đến 1000 ml. Pha loãng 50 ml lấy từ dung dịch này đến 1000 ml.

1 ml dung dịch chuẩn này chứa 10 µg P.

4. Thiết bị

Tất cả các bình không được nhiễm bẩn phốt pho. Làm sạch bằng axit clohydric d 1,19 g/ml.

Thiết bị phòng thí nghiệm loại thông thường, và

4.1. Cốc PTFE, dung tích 100 ml.

4.2. Quang phổ kế, với các cuvét dầy 1 cm và 4 cm.

5. Cách tiến hành

5.1. Đối với đồng và hợp kim đồng không chứa zirconi, titan, niôbi và/hoặc tantal với hàm lượng phốt pho từ 0,0005 % đến 0,01 % (m/m).

5.1.1. Cân 1,000 g mẫu thử chính xác đến 0,001 g.

5.1.2. Hòa tan phần mẫu thử trong cốc PTFE (4.1) bằng 10,0 ml axit nitric (3.1). Nếu cần đun nóng từ từ. Để khử silic, cho thêm 0,50 ml axit clohydric (3.2) và 10,0 ml axit pecloric (3.3) và đun nóng cho đến khi bắt đầu bốc hơi.

5.1.3. Pha loãng dung dịch với 10 ml nước và cho thêm 10,0 ml axit brômhydric (3.4). Để loại trừ ảnh hưởng của asen, antimon và thiếc, đun nóng từ từ cho đến khi lại bắt đầu bốc hơi. Nếu hàm lượng thiếc lớn hơn 1 % cần bốc hơi lại bằng 10,0 ml axit brômhydric (3.4).

5.1.4. Hòa tan đồng brômua đã tạo ra trong các lần bốc hơi bằng cách cho vào vài ml axit nitric (3.1) và cho bốc hơi. Pha loãng dung dịch bằng 30 ml nước. Đun sôi trong 10 phút, sau đó làm nguội đến nhiệt độ phòng.

5.1.5. Nếu hàm lượng phốt pho dự đoán nhỏ hơn 0,005 % (m/m), thì cho toàn bộ dung dịch từ 5.1.4 vào phễu chiết 125 ml và pha loãng đến 50 ml với nước. Nếu hàm lượng phốt pho dự đoán lớn hơn 0,005 % (m/m), thì pha loãng dung dịch từ 5.1.4 với nước đến vạch mức trong bình định mức 100 ml, và cho 50 ml dung dịch trên vào phễu chiết 125 ml.

5.1.6. Cho 10 ml dung dịch amôni môlipdat I (3.8) và chiết axit photphomolipdic với 15,0 ml isôbutal (3.5) bằng cách lắc kỹ khoảng 30 giây. Sau khi tách thành hai pha, chuyển pha nước vào phễu chiết khác và lặp lại quá trình chiết với 5,0 ml isobutan (3.5). Lặp lại quá trình chiết lần thứ 3 với 5,0 ml isobutan, sau đó loại bỏ pha nước.

5.1.7. Gộp cả ba lần chiết butanolic vào phễu chiết đã dùng lần đầu và rửa hai lần bằng cách lắc kỹ với 5 ml nước, loại bỏ nước rửa mỗi lần, cho thêm 15 ml dung dịch thiếc (II) clorit (3.11) vào pha hữu cơ và lắc kỹ khoảng 30 giây. Loại bỏ lớp nước sau khi tách các pha. Cho pha hữu cơ màu xanh (blue) vào bình định mức 50 ml và pha loãng với mêtanol (3.6) đến vạch mức.

5.1.8. Đo độ hấp thụ ngay bằng quang phổ kế (4.2) với cuvét 1 cm, tại 623 nm. Sử dụng hỗn hợp 1 + 1 của isobutan (3.5) và mêtanol (3.6) làm dung môi so sánh.

Thử mẫu trắng ở tất cả các bước và hiệu chỉnh tương ứng với mỗi kết quả.

5.1.9. Xây dựng đường chuẩn

Lấy từ 0 ml đến 8 ml các phần dung dịch phốt pho chuẩn (3.14) và thực hiện tất cả các bước như đã nêu ở trên với chính xác cùng lượng hóa chất. Đường chuẩn là một đường thẳng và cho độ hấp thụ bằng 1 tương ứng với 90 µg phốt pho.

5.2. Đối với đồng và hợp kim đồng không chứa zircono, titan, niôbi và/hoặc tantal, có hàm lượng phốt pho từ 0,005 % đến 0,5 % (m/m)

5.2.1. Cân 1,000 g mẫu thử chính xác đến 0,001 g.

5.2.2. Hòa tan phần mẫu thử trong bình PTFE (4.1) với 10,0 ml axit nitric (3.1). Nếu cần, đun nóng từ từ. Để khử silic, cho 0,05 ml axit flohydric (3.2) và 10,0 ml axit pecloric (3.3) và đun nóng đến khi bắt đầu bốc hơi.

5.2.3. Pha loãng dung dịch bằng 10 ml nước và cho thêm 10,0 ml axit brômhydric (3.4). Để loại bỏ ảnh hưởng của asen, antimon và thiếc, đun nóng từ từ cho đến khi bắt đầu bốc hơi.

5.2.4. Pha loãng dung dịch với 50 ml nước và 10 ml axit nitric (3.1). đun sôi khoảng 10 phút, sau đó làm nguội đến nhiệt độ phòng.

5.2.5. Nếu hàm lượng phốt pho dự đoán nhỏ hơn 0,10 % (m/m), thì cho dung dịch theo 5.2.4, 10 ml dung dịch amônivanadat (3.12) và 15 ml dung dịch amoni môlipdat II (3.9), khuấy đều.

Nếu hàm lượng phốt pho lớn hơn 0,10 % (m/m), thì pha loãng dung dịch 5.2.4 đến vạch mức trong bình định mức 100 ml. Cho 20 ml dung dịch trên vào cốc, cho thêm 8 ml axit nitric (3.1) và 8 ml axit pecloric (3.3) và pha loãng bằng nước đến khoảng 60 ml, sau đó thêm vào 10 ml dung dịch amônivanadat (3.12) và 15 ml dung dịch ancôni môlipdat II (3.9), và khuấy đều.

5.2.6. Sau đó 10 phút, cho dung dịch vào phễu chiết. Rửa cốc bằng nước và cho cả nước rửa vào phễu. Pha loãng bằng nước đến tổng thể tích khoảng 100 ml.

5.2.7. Cho 10 ml dung dịch axit xitric (3.13) và chiết axit photphovanadomolipdic bằng cách lắc kỹ với khoảng 20 ml mêtyl isôbutyl xêton (3.7) trong 30 giây. Sau khi tách các pha, lấy pha nước cho vào cốc PTFE đã dùng ở trên. Lọc pha hữu cơ qua phễu lót vải bông vào bình định mức 50 ml đã làm khô.

5.2.8. Cho pha nước vào phễu chiết và lặp lại quá trình chiết với 20 ml mêtyl isôbutyl xêton. Loại bỏ pha nước và lọc pha hữu cơvào bình định mức 50 ml như đã ghi trong 5.2.7. Rửa phễu tách bằng 5 ml mêtyl isobutyl xêton. Lọc vào bình định mức và pha loãng đến vạch mức với mêtyl isobutyl xêton.

5.2.9. Đo độ hấp thụ ngay bằng quang phổ kế có cuvét dày 4 cm đối với hàm lượng phốt pho từ 0,005 % đến 0,03 % (m/m) hoặc cuvét 1 cm đối với hàm lượng phốt pho từ 0,03 % đến 0,5 % (m/m) ở bước sóng 436 nm. Dùng mêtyl isôbutyl xêton làm mẫu so sánh.

Thử mẫu trắng ở tất cả các bước và hiệu chỉnh tương ứng với từng kết quả.

5.2.10. Xây dựng đường chuẩn

Lấy từ 0 ml đến 30 ml các phần dung dịch phốt pho (3.14) và thực hiện tất cả các bước như đã nêu ở trên với chính xác cùng lượng hóa chất. Đường chuẩn là đường thẳng và cho độ hấp thụ khoảng 0,15 tương ứng với 50 µg phốt pho.

5.3. Đối với đồng và hợp kim đồng chứa zirconi, titan, niôbi và/hoặc tantal

Nếu mẫu chứa zirconi, titan, niôbi và/hoặc tantal thì phốt pho có thể được xác định toàn bộ hoặc một phần ở dạng phốt phát không tan.

Cách hòa tan các chất không tan này được mô tả dưới đây

5.3.1. Hòa tan phần mẫu thử theo 5.1 hoặc 5.2. Sau khi bốc hơi thoát F-, Br- và NO3-, lọc dung dịch qua giấy lọc mịn. Rửa giấy lọc bằng nước nóng cho đến khi hết axit. Sau đó sấy khô và đốt giấy lọc thành tro trong chén nung sứ. Chuyển tro vào chén nung platin, trộn lẫn với khoảng 0,3 g natri cacbonat và nung chảy. Sau khi làm nguội, hòa tan chất chảy bằng một ít nước. Lọc cặn không tan và rửa bằng nước nóng, gộp nước rửa vào nước lọc.

5.3.2. Trung hòa hỗn hợp nước lọc và nước rửa nói trên bằng axit pecloric (3.3). Cho thêm dung dịch trung hòa vào phần nước lọc chứa đồng ban đầu. Tổng thể tích không vượt quá 50 ml.; nếu cần làm giảm thể tích thì cho bốc hơi bớt.

5.3.3. Tiếp tục như đã mô tả trong 5.1 hoặc 5.2.

5.4. Thử kiểm tra

Thử sơ bộ thiết bị bằng cách chuẩn bị dung dịch của vật liệu chuẩn hoặc một mẫu tổng hợp chứa lượng phốt pho đã biết và có thành phần tương tự với vật liệu cần phân tích, và tiến hành theo cách đã quy định trong 5.1, 5.2 hoặc 5.3.

6. Cách tính kết quả

Sử dụng đường chuẩn (5.1.9, 5.1.10) xác định khối lượng phốt pho của phần mẫu thử, bằng µg tương ứng với độ hấp thụ đã nhận được. Hàm lượng phốt pho, theo phần trăm khối lượng được tính bằng công thức sau:

trong đó:

m₀ là khối lượng của phần mẫu thử (5.1.1, 5.1.2) hoặc phần dung dịch lấy để thử (5.1.5, 5.2.5), tính bằng gam.

m₁ là khối lượng phốt pho xác định trong dung dịch thử (5.1.7, 5.2.8), tính bằng µg.

7. Biên bản thử

Biên bản thử phải có các nội dung sau:

a) xác định mẫu thử;

b) số hiệu và tên tiêu chuẩn này, các tiêu chuẩn tham khảo;

c) kết quả và phương pháp tính được dùng;

d) mọi đặc điểm bất thường được ghi nhận trong quá trình xác định;

e) mọi thao tác không được quy định trong tiêu chuẩn này hoặc được coi là tùy ý lựa chọn nếu có thể ảnh hưởng đến kết quả.