Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6201:1995 Chất lượng nước - Xác định canxi và magiê - Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 6201:1995

CHẤT LƯỢNG NƯỚC - XÁC ĐỊNH CANXI VÀ MAGIÊ PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ
Water quality - Determination of calcium and magnesium - Atomic absorption spectrometric method .

1.Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định canxi và magiê hoà tan bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. Phương pháp này dùng để phân tích nước nguồn và nước uống, và có thể dùng để phân tích nước có hàm lượng canxi lên tới 50 mg/l và magiê tới 5 mg/l. Đối với nước có hàm lượng magiê hoặc canxi cao hơn thì thể tích của mẫu lấy để phân tích nhỏ hơn.

Dùng ngọn lửa của hỗn hợp không khí/axetylen và hệ số pha loãng 1 trong 10, như mô tả ở 6.1, khoảng tốt nhất là từ 3 đến 50 mg/l đối với canxi và từ 0,9 đến 5 mg/l đối với magiê.

2. Nguyên tắc

Để giảm sự nhiễu, thêm lantan clorua (nếu dùng ngọn lửa không khí/axetylen) hoặc thêm cesi clorua (nếu dùng ngọn lửa của hỗn hợp oxit nitơ/axetylen) trước khi đo bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. Đối với canxi sự hấp thụ đo ở 422,7mn và magiê ở 285,2nm.

3. Thuốc thử và nguyên liệu

Chỉ sử dụng các thuốc thử được công nhận thuộc loại phân tích và nước cất hoặc nước có độ sạch tương đương trong suốt quá trình phân tích (có thể dùng các dung dịch pha chế sẵn hoăc có trong thương mại).

3.1.Axit clohydric (HCl), p = 1,18 g/ml

3.2.Axit clohydric (HCl), 0, mol/l

Pha loãng 8ml axit clohydric (a.1) tới 1 lít.

3.3.Dung dịch lantan clorua (LaCl₃) chứa 20g La trong lít.

Cho 24g lantan oxit (La2O3) (thuộc loại trắc phổ háp thụ nguyên tử) vào bình định mức một vạch 1 lít. Thêm từ từ và cẩn thận 50ml axit clohydric (3.l) vừa thêm vừa khuấy để hòa tan lantan oxit. Thêm nước vào bình cho đến vạch.

3.4. Dung dịch cesi clorua (CsCl) chứa 20g Cs/l.

Hòa tan 25g cesi clorua trong l lít axit clohydric (3.2).

3.5. Canxi, dung dịch gốc, 1000 mg/l

Sấy khô một lượng cân canxi cacbonat (CaCO3) ở 1800C trong l giờ và làm nguội trong bình hút ẩm. Cân 2,50 r 0,01g chất đã sấy khô và cho vào trong 100ml nước. Thêm từ từ l lượng tối thiểu axit clohydric (3.2) cần thiết để hoà tan canxi cacbonat (khoảng 250ml). Đun sôi nhanh để loại bỏ dioxyt cacbonat hoà tan, sau đó làm nguội.

Chuyển lượng dung dịch sang bình định mức l vạch 1000ml và thêm axit clohydric (3.2) cho đến vạch.

Bảo quản dung dịch trong chai polyetylen hoặc polypropylen.

3.6.Magiê, dung dịch gốc, 1000 mg/l

Sấy khô 1 lượng cân magiê oxit (MgO) ở 180⁰C trong 1 giờ. Cân 1,66 ± 0,01g và hoà tan trong axit clohydric (3.2). Pha loãng với cùng loại axit đó tới 1000ml trong bình định mức 1 vạch.

Bảo quản dung dịch trong chai polyetylen.

3.7. Canxi - Magiê, dung dịch chuẩn tương ứng với 20mg Ca và 2mg Mg trong 1 lít Dùng pipet, lấy 20ml dung dịch canxi gốc (3.5) và 2mg dung dịch magiê gốc (3.6) cho vào bình định mức 1 vạch 1000ml. Thêm axit clohydric (3.2) cho tới vạch.

4. Thiết bị

Thiết bị thí nghiệm thông thường, và

Phổ kế hấp thụ nguyên tử, mở máy và thao tác theo hướng dẫn của nhà chế tạo, được trang bị 1 đầu đốt thích hợp cho ngọn lửa của hỗn hợp không khí/axetylen hoặc của 0xit nitơ/axetylen và l đèn catot rỗng để xác định canxi và magiê.

Chú thích:

1) Rửa sạch tất cả dụng cụ thủy tinh với axit clohydric ấm, loãng (1 + 1) và tráng bằng nước.

2) Người áp dụng tiêu chuẩn này nên tự chọn ngọn lửa thích hợp để sử dung.

Nên nhớ rằng ngọn lửa của oxit nitơlaxetylen là thích hợp đối với các mẫu có chứa hàm lượng chất hòa tan cao, hoặc mẫu chứa photphat, sunphat nhôm hoặc silic. Nói chung nên dùng ngọn lửa của hỗn hợp oxit nitơlaxetylen cho những mâu có thành phần phức tạp hoặc chưa biết.

5. Lấy mẫu

Mẫu được thu vào chai polyetylen hoặc polypropylen đã rửa sạch. Axit hóa càng sớm càng tốt ngay sau khi thu thập mẫu với 8 ml axit clohydric (3.1) trên 1 lít mẫu để giảm độ pH và chống kết tủa canxi cacbonat. Mẫu được phân tích càng sớm càng tốt sau khi thu thập xong.

6. Tiến hành thử

6.1. Chuẩn bị dung dịch thử cho thiết bị

Các mẫu chứa các chất đặc biệt sau khi axit hóa phải lọc để tránh tắc hệ thống mao dẫn và đầu đốt.

Chuẩn bị một số bình định mức l vạch 100ml. Nếu dùng ngọn lửa của hỗn hợp không khí/axetylen thl thêm vào mỗi bình 10ml dung dịch lantan clorua (3.3), hoặc 10ml dung dịch cesi clorua (3.4) nếu dùng ngọn lửa của hỗn hợp oxit nitơlaxetylen. Dùng pipet, thêm 10ml mẫu, và thêm axit clohydric (3.2) tới vạch.

Nếu như hàm lượng canxi hoặc magiê của mẫu gốc cao hơn các giá trị trong bảng 2 thì nên dùng thể tích mẫu nhỏ hơn.

6.2. Thử mẫu trắng

Tiến hành thử mẫu trắng đồng thời với việc xác định, dùng cùng một loại thuốc thử với cùng một lượng và theo cùng trình tự, nhưng thay thể tích của mẫu thử ở 6.l

bằng thể tích tương đương của nước.

6.3. Chuẩn bị các dung dịch hiệu chỉnh

Thêm 10ml lantan clorua (3.3) nếu dùng ngọn lửa của hỗn hợp không khí/axetylen, hoặc 10ml dung dịch cesi clorua (3.4) nếu dùng ngọn lửa của hỗn hợp oxit nitơ/axetylen vào l loạt 7 bình định mức một vạch 100ml. Dùng các pipet thêm 0;2,5; 5; 10; 15; 20 và 25ml dung dịch canxi - magiê chuẩn (3.7) và thêm axit clohydric (3.2) cho tới vạch.

Nồng độ của các dung dịch hiệu chỉnh được đưa ra trong bản l.

Bảng l - Nồng độ của các dung dịch hiệu chỉnh

Chú thích: Dùng các nồng độ này khi sử dụng ngọn lửa càa hỗn hợp không khí/axetylen.

Ngọn lửa của oxit nitơ/axetvylen thì dùng với các nồng độ khác.

Bảng 2 - Bước sóng và câc khoảng nồng độ tối ưu

6.4.Hiệu chỉnh và xác định

Tiến hành đo ở các bước sóng được chỉ ra trong bảng 2.

Hút các dung dịch hiệu chỉnh và mẫu trắng theo thứ tự ngẫu nhiên và giữa mỗi lần hút axit clohydric (3.2). Dựng đồ thị hiệu chỉnh đối với canxi và magiê bằng cách lập biểu đồ của các số đo độ hấp thu của từng nồng độ canxi và magiê. Đồ thị hiệu chỉnh phải tuyến tính đối với các khoảng nồng độ nêu ở trên. Nếu không tuyến tính, phải kiểm tra và loại trừ các nguyên nhân gây sai lệch và lặp lại hiệu chỉnh.

Hút các dung dịch thử, giữa mỗi lần hút axit clohydric (3.2) và xác định độ hấp thụ.

Chú thích:

1. Nên kiểm tra đường cong đồ thị sau mỗi khoảng đều đặn (thí dụ đối với 10 mẫu).

2. Nếu dùng ngọn lửa hhông khí/axetylen, để hạn chế sự nhiễu do các hợp chất của photphat sunfat, nhôm hoặc silic, phải thêm lantan clorua. Nếu dùng ngọn lửa của hỗn hợp oxit nitơ/axetylen, để hạn chế sự ảnh hưởng của ion hoá phải thêm cesi clorua.

7.Biểu thị kết quả

7.4.Tính toán kết quả

Dựa vào đồ thị hiệu chỉnh, đọc các nồng độ thực của canxi và magiê trong các dung dịch mẫu thử và màu trắng. Từ những giá trị này tính hàm lượng canxi và magiê của mẫu thử, dùng các số liệu về thể tích axit clohydric đã dùng để axit hóa, thể tích mẫu thử đã lấy (thông thường 10ml), tổng thể tích của bình định mức (100ml) và giá trị của mẫu trường để tính như sau:

Hàm lượng canxi, Uca.l và magiê, UMg,l tính theo mg/l, theo công thức:

Trong đó:

_Ca.2      là nồng độ của canxi, mg/l t đồ thị hiệu chỉnh, có tính đến giá trị mầu trắng

_Mg.2     là nồng độ của magiê, mg/l t đồ thị hiệu chỉnh, có tính đến giá trị mẫu trắng;

f  là hệ số pha loãng bởi việc thêm axit clohydric (3.1) vào mẫu thử (thông thường 1,008; xem điều 5);

V₀              là thể tích của mẫu thử gốc, ml (thông thường 10ml), lấy để phân tích

V₁              là thể tích của bình định mức (6.1), ml (100ml).

Hàm lượng của canxi, cCa và của magiê, cMg biểu thị bằng milimo/llít, được tính theo công thức:

Kết quả tính chính xác đến mg/l hoặc đến 0,02 milimol/lít,

7.5. Độ chính xác

Tại một phòng thí nghiệm, dùng nước cất với các nồng độ canxi thêm vào là 9,0 và 36 mg/l thì độ lệch chuẩn là 0,3 và 0,6. Sự lặp lại của 2 mức này là 99% .

Việc nghiên cứu với trên 30 phòng thí nghiệm tham gia, đã phân tích 4 mẫu nước với hàm lượng canxi từ 100 đến 300 mg/l và magiê từ 7 đến 85 mg/l. Các hệ số biến thiên thay đổi từ 3,5 đến 4,6% đối với canxi và từ 2,9 đến 6,9% đối với magiê.

8.Biên bản thử

Biên bản thử bao gồm các thông tin sau:

a)Ghi tham khảo tiêu chuẩn này;

b)Ghi ngày và nơi thử nghiệm;

c)Nhận biết mẫu;

d)Kết quả và phương pháp biểu thị;

e)Chỉ ra các thao tác không ghi trong trình tự hoặc các chi tiết có thể ảnh hưởng đến kết quả.