Tiêu chuẩn ngành 10TCN 365:2004 Xác định axit humic và axit fulvic trong phân bón

TIÊU CHUẨN NGÀNH

10TCN 365:2004

PHÂN BÓN

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH AXIT HUMIC VÀ AXIT FULVIC

Fertilizers - Method for determination of acid humic and acid fulvic

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại phân bón có chứa chất hữu cơ như phân hữu cơ, phân hữu cơ vi sinh, hữu cơ sinh học, phân hỗn hợp hữu cơ khoáng, than bùn.

Các mẫu phân hỗn hợp hữu cơ khoáng có trộn phân urê phải rửa hết urê trước khi xác định axit humic và axit fulvic

2. Tiêu chuẩn trích dẫn, định nghĩa

2.1. "TCN301-97 Phân tích phân bón-phương pháp lấy mẫu chuẩn bị mẫu"

2.2. "10 TCN 302-97 Phân tích phân bón - phương pháp xác định độ ẩm"

2.3. Hàm lượng axit humic và axit fulvic được biểu thị bằng % các bon hữu cơ (ký hiệu %CH và %CF).

3. Quy định chung

3.1. Hoá chất: Hoá chất sử dụng để pha các chất chuẩn đạt loại tinh khiết hoá học (TKHH), hoá chất sử dụng để phân tích đạt loại tinh khiết phân tích (TKPT).

3.2. Nước: Nước dùng để phân tích phải phù hợp với TCVN 4852-98 (có độ dẫn điện nhỏ hơn 2 mS/cm, pH 5,6 đến 6,8).

3.3. Lấy mẫu trung bình, xử lý mẫu phân tích

3.3.1. Lấy mẫu trung bình (theo 10 TCN 301-97).

- Lấy mẫu trung bình theo phương pháp đường chéo góc, trộn đều và loại bỏ dần cho đến khi còn khoảng 500g.

- Chia mẫu trung bình thành hai phần bằng nhau, cho vào hai túi PE buộc kín, ghi mã số phân tích ngày tháng tên mẫu (và các thông tin cần thiết), một phần làm mẫu lưu, một phần làm mẫu phân tích.

3.3.2. Xử lý mẫu phân tích

3.3.2.1. Nghiền mịn mẫu rồi qua rây 0,2mm, trộn đều làm mẫu phân tích

3.3.2.2. Các mẫu có ẩm độ cao có thể cân một lượng mẫu xác định, sấy khô ở nhiệt độ 70^oC, xác định độ ẩm (theo 10 TCN 302-97), nghiền mịn mẫu khô qua rây 0,2mm làm mẫu phân tích. Lưu ý khi tính kết quả phải nhân với hệ số chuyển đổi từ khối lượng mẫu khô sang khối lượng mẫu thực tế ban đầu.

3.3.2.3. Các mẫu không thể xử lý theo mục 3.3.2.1, 3.3.2.2 có thể lấy một lượng mẫu khoảng 20gam, nghiền thật mịn làm mẫu phân tích.

3.3.2.4. Các mẫu phân hỗn hợp hữu cơ khoáng có trộn phân urê phải rửa hết urê trước khi xác định axit humic, fulvic (xem phụ lục A).

4. Phương pháp xác định

4.1. Nguyên tắc

4.1.1. Tiêu chuẩn này dựa theo phương pháp Walkley-Black - Oxy hoá các bon hữu cơ (axit humic và axit fulvic) bằng dung dịch kali bicromat dư trong môi trường axit sunfuric, sử dụng nhiệt do quá trình hoà tan axit sunfuric đậm đặc vào dung dịch bicromat. Sau đó chuẩn độ lượng dư bicromat bằng dung dịch sắt hai, từ đó suy ra hàm lượng axit humic và axit fulvic.

Phương pháp này có khả năng oxy hoá được 75% lượng axit humic và axit fulvic, do đó khi tính kết quả phải nhân với tỷ số 100/75 để quy về toàn bộ lượng axit humic và axit fulvic có trong mẫu.

4.1.2. Dựa vào tính chất hoà tan của axit humic và axit fulvic trong môi trường kiềm, xác định được tổng axit humic và axit fulvic, dựa vào tính chất không hoà tan trong môi trường axit của axit humic để tách riêng axit humic và xác định được axit humic, từ đó suy ra hàm lượng axit fulvic.

4.2. Phương tiện thử

4.2.1. Máy móc thiết bị

- Bếp cách thuỷ

- Tủ sấy 200^oC ±1^oC

- pH meter

- Cân phân tích có độ chính xác 0,0002g

- Rây 0,2mm.

- Cốc chịu nhiệt 250ml, bình tam giác chịu nhiệt 250ml

- Phễu lọc đường kính 8cm, giấy lọc mịn

- Buret 50ml, độ chính xác 0,1ml.

- Tấm amiăng cách nhiệt

- Các dụng cụ khác trong phòng thí nghiệm

4.2.2. Thuốc thử

- Axit sufuric d=1,84 (H₂SO₄)

- Axit phốtphoric 85% (H₃PO₄)

- Dung dịch hỗn hợp natrihydroxyt-pyrophotphat pH=13

Cân 44,6g Na₄H₂O₇. 10H₂O và 4g NaOH vào cốc dung tích 1 lít, thêm 400ml nước, khuấy tan, chuyển vào bình định mức 1000ml, thêm nước đến vạch định mức, lắc đều. (Dung dịch có nồng độ 0,1M cho mỗi loại).

- Dung dịch tiêu chuẩn kali bicromat 1N (K₂Cr₂O₇)

Cân 49,040g K₂Cr₂O₇ (TKHH đã sấy khô ở 105⁰C trong 2 giờ, để nguội trong bình hút ẩm) vào cốc dung tích 1 lít, thêm 400ml nước, khuấy tan, chuyển vào bình định mức dung tích 1000ml, thêm nước đến vạch định mức, lắc đều. Bảo quản kín ở 20^oC.

- Dung dịch sắt hai amoni sunfat nồng độ khoảng 0,5M (muối Mhor)

Cân 196g muối Mhor (FeSO₄.(NH₄)₂SO₄.6H₂O) vào cốc dung tích 1 lít, thêm 50ml axit H₂SO₄ đặc, thêm 450ml nước, khuấy tan, chuyển vào bình định mức 1000ml, thêm nước đến vạch định mức, lắc đều, để cho lắng trong, nếu đục phải lọc. Bảo quản kín trong lọ mầu nâu ở 20^oC, tránh xâm nhập của không khí.

- Dung dịch H₂SO₄ 1N

Lấy 28 ml H₂SO₄ d=1,84 vào cốc đã có sẵn 400ml nước, khuấy tan, chuyển vào bình định mức 1000ml, thêm nước đến vạch định mức, lắc đều.

- Dung dịch H₂SO₄ 0,01N; H₂SO₄ 0,05N pha từ dung dịch H₂SO₄ 1N

- Dung dịch NaOH 0,05N

Cân 2 gam NaOH vào cốc, thêm nước, khuấy tan, chuyển vào bình định mức 1000ml, thêm nước đến vạch định mức

- Chỉ thị màu: Có thể sử dụng một trong ba chỉ thị mầu sau đây

a/ Dung dịch chỉ thị mầu ferroin O.phenalthrolin:

Cân 0,695g sắt hai sunfat (FeSO₄.7H₂O) và 1,485g O.phenalthrolin monohydrat (C₁₂H₈N₂.H₂O), hoà tan trong 100ml nước

b/ Dung dịch chỉ thị mầu bari diphenylamin sunfonat 0,16%

Cân 0,16 gam bari diphenylamin sunfonat, hoà tan trong 100ml nước

c/ Dung dịch chỉ thị mầu axit N-phenylanthanilic

Cân 0,1g axit N-phenylanthranilic và 0,1g Na₂CO₃ trộn đều với một ít nước cất và sau hoà tan thành 100ml.

- Nước cất có độ dẫn điện < 2mS/cm, pH 5,6 đến 6,8

4.3. Chuẩn bị thử

Chuẩn bị tấm cách nhiệt bằng amiăng, đặt ở nhiệt độ phòng trên 25^oC nơi không có quạt gió.

4.4. Tiến hành thử

4.4.1. Chiết mẫu

- Cân 5g ± 0,001g mẫu phân đã được chuẩn bị theo mục 3.3 cho vào bình tam giác 250ml.

- Thêm 100ml dung dịch hỗn hợp Natrihydroxyt-pyrophotphat pH=13.

- Lắc đều và để qua đêm.

- Lọc qua phễu khô giấy lọc mịn, nếu đục cần lọc lại. Dung dịch lọc để xác định axit humic và axit fulvic (gọi đây là dung dịch A).

- Tiến hành đồng thời hai mẫu trắng không có mẫu thử, đồng nhất cùng điều kiện như mẫu thử.

4.4.2. Xác định tổng axit humic + axit fulvic

- Lấy 5,0ml dung dịch A cho vào bình tam giác chịu nhiệt loại 250ml

- Trung hòa bằng dung dịch H₂SO₄1N cho đến khi xuất hiện kết tủa

- Cô cạn trên bếp cách thuỷ (hoặc cách cát) đến gần khô, lấy ra khỏi bếp

- Thêm 20,0ml dung dịch tiêu chuẩn K₂Cr₂O₇ 1N

- Thêm nhanh 40ml H₂SO₄ đặc từ ống đong, lắc nhẹ trộn đều

- Đặt bình lên trên tấm cách nhiệt amiăng để yên trong thời gian 30 phút

- Sau đó thêm 100ml nước và 10ml axit H₃PO₄ đậm đặc, để nguội ở nhiệt độ phòng

- Tiến hành đồng thời hai mẫu trắng không có mẫu thử, đồng nhất cùng điều kiện như mẫu thử.

- Trường hợp mẫu sau khi oxy hoá có mầu xanh cần phải làm lại, lấy lượng dung dịch A phù hợp hoặc cân lượng mẫu ít hơn.

Chuẩn độ:

- Thêm 0,5ml chỉ thị màu và chuẩn độ lượng dư bicromat bằng dung dịch muối Mhor 0,5M tới chuyển mầu. Chuẩn độ tới gần điểm kết thúc chuyển mầu, phải nhỏ từng giọt và lắc đều cho đến khi chuyển mầu đột ngột, nếu chuẩn độ quá dư, cho thêm 0,5ml dung dịch K₂Cr₂O₇ 1N và tiếp tục chuẩn độ một cách thận trọng, cộng thêm thể tích dung dịch K₂Cr₂O₇ thêm vào thể tích dung dịch K₂Cr₂O₇ đã sử dụng.

- Phương pháp xác định chỉ có kết quả tốt khi lượng dư bicromat còn trên 40% lượng đã sử dụng, nghĩa là khi số ml dung dịch muối Mhor chuẩn độ hết ít hơn 16ml, cần phải làm lại

Ghi chú: Chuyển mầu của chỉ thị

Chỉ thị màu ferroin O.phenaltrolin, chuyển từ xanh tối sang đỏ

Chỉ thị màu bari diphenylamin sunfonat, chuyển từ xanh tím sang xanh lá cây

Chỉ thị màu axit N-phenylanthanilic- chuyển từ tím sang xanh lá cây

4.4.3. Xác định axit humic

- Lấy chính xác 5,0ml dung dịch A cho vào cốc chịu nhiệt loại 250ml

- Kết tủa axit humic bằng H₂SO₄

Thêm từng giọt H₂SO₄1N, lắc đều, tới pH=1 (kiểm tra bằng pHmeter)

Đun nóng dung dịch trên bếp cách thuỷ 1 đến 2 giờ để thúc đẩy thêm quá trình keo tụ axit humic, sau đó để nguội dung dịch.

- Lọc lấy kết tủa trên phễu giấy lọc mịn, loại bỏ dịch lọc

- Hoà tan hết kết tủa trên giấy lọc bằng NaOH 0,05N nóng và chuyển dung dịch vào bình tam giác chịu nhiệt 250ml

- Trung hoà bằng H₂SO₄ 0,05N (tới khi thấy xuất hiện kết tủa)

- Cô cạn trên bếp cách thuỷ tới gần khô

- Thêm 20,0ml dung dịch tiêu chuẩn K₂Cr₂O₇ 1N

- Thêm nhanh 40ml H₂SO₄ đặc từ ống đong, lắc nhẹ trộn đều

- Đặt bình lên trên tấm cách nhiệt amiăng để yên trong thời gian 30 phút

- Sau đó thêm 100ml nước và 10ml axit H₃PO₄ đậm đặc, để nguội ở nhiệt độ phòng

- Tiến hành đồng thời hai mẫu trắng không có mẫu thử, đồng nhất cùng điều kiện như mẫu thử

Chuẩn độ:

- Thêm 0,5ml chỉ thị màu và chuẩn độ lượng dư bicromat bằng dung dịch muối Mhor 0,5M tới chuyển mầu. Chuẩn độ tới gần điểm kết thúc chuyển mầu, phải nhỏ từng giọt và lắc đều cho đến khi chuyển mầu đột ngột, nếu chuẩn độ quá dư, cho thêm 0,5ml dung dịch K₂Cr₂O₇ 1N và tiếp tục chuẩn độ một cách thận trọng, cộng thêm thể tích dung dịch K₂Cr₂O₇ thêm vào thể tích dung dịch K₂Cr₂O₇ đã sử dụng.

Ghi chú:

Sự kết tủa axit humic hoàn toàn khi dung dịch có pH=1. Có thể sử dụng máy khuấy từ và đưa điện cực pH vào kiểm tra thường xuyên.

Trong đó

a- Thể tích dung dịch muối Mhor chuẩn độ mẫu trắng (ml)

b- Thể tích dung dịch muối Mhor chuẩn độ mẫu thử (ml)

m- Khối lượng mẫu tương ứng với số ml dung dịch A lấy phân tích (g)

Các hệ số chuyển đổi

4.5.2. Công thức tính % khối lượng axit humic trong mẫu quy về cacbon tương tự công thức tính tổng khối lượng axit humic + axit fulvic (ký hiệu %C_H).

4.5.3. Công thức tính % khối lượng axit fulvic trong mẫu quy về cacbon (ký hiệu %C_F ).

%C_F = %C_H+F - %C_H

4.5.4. Phân tích kiểm định chất lượng phân bón phải tiến hành lặp lại ít nhất hai mẫu song song, nếu kết quả sai lệch lớn hơn 10% so với trị số trung bình của phép đo thì phải kiểm tra lại.

PHỤ LỤC A

RỬA URÊ TRONG MẪU PHÂN HỖN HỢP HỮU CƠ KHOÁNG CÓ TRỘN URÊ

Các mẫu phân hỗn hợp hữu cơ khoáng có trộn phân urê phải rửa hết urê trước khi xác định axit humic axit fulvic, bởi phân urê có ảnh hưởng lớn tới kết quả xác định axit humic axit fulvic, cách rửa như sau:

- Cân chính xác 20gam mẫu cho vào cốc 250ml

- Thêm khoảng 100ml dung dịch HCl 0,01N, khuấy nhẹ, rửa gạn nhiều lần qua phễu lọc đã biết trọng lượng giấy lọc, rồi dồn tất cả cặn trong cốc sang giấy lọc. Gom lấy cặn, loại bỏ nước lọc.

- Sấy khô cặn và giấy lọc ở nhiệt độ 70^oC trong thời gian 4 giờ

- Cân khối lượng cặn và giấy lọc khô, tính ra khối lượng cặn khô, tính ra hệ số chuyển đổi từ khối lượng mẫu khô (đã rửa và sấy) sang khối lượng mẫu thực tế ban đầu

- Nghiền cặn khô qua rây 0,2mm, sử dụng làm mẫu phân tích.

- Kết quả phân tích được nhân với hệ số chuyển đổi từ khối lượng mẫu khô (đã rửa và sấy) sang khối lượng mẫu thực tế ban đầu.

PHỤ LỤC B

XÁC ĐỊNH AXIT HUMIC VỚI MẪU CÓ HÀM LƯỢNG AXIT HUMIC CAO

Trong trường hợp mẫu có hàm lượng axit humic cao (lớn hơn 10%) có thể thay đổi thủ tục để tránh phải kết tủa nhiều lần - tránh sai số dễ mắc phải. Cách làm như sau:

- Dùng pipet lấy 20ml dung dịch A cho vào cốc chịu nhiệt 250ml

- Kết tủa axit humic bằng H₂SO₄ 1N ở pH=1

Thêm từng giọt H₂SO₄ 1N, lắc đều, tới pH=1.(kiểm tra bằng pHmeter)

Đun nóng dung dịch trên bếp cách thuỷ 1 đến 2 giờ, thúc đẩy keo tụ axit humic, sau đó để nguội dung dịch.

- Lọc lấy kết tủa trên phễu giấy lọc mịn, rửa kết tủa vài lần bằng H₂SO₄ 1N, loại bỏ dịch lọc.

- Hoà tan kết hết tủa trên giấy lọc bằng NaOH 0,05N nóng và chuyển dịch lọc vào định mức 100ml (gọi tắt là dung dịch B).

Chú ý nhỏ từng giọt NaOH 0,5N nóng cho tan hết kết tủa, lượng NaOH 0,05N sử dụng không vượt quá 100ml, lên định mức bằng nước cất đến 100ml.

- Lấy chính xác 5 đến 10 ml dung dịch B cho vào cốc 250ml.

- Trung hoà bằng H₂SO₄ 0,05N (tới khi thấy xuất hiện kết tủa)

- Cô cạn trên bếp cách thuỷ tới gần khô

- Tiến hành xác định axit humic.