TCVN\r\n2617:2008

ISO\r\n7106:1985

AMONIAC KHAN HÓA LỎNG SỬ DỤNG TRONG CÔNG\r\nNGHIỆP - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG DẦU - PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG VÀ QUANG PHỔ HỒNG\r\nNGOẠI

Liquefied\r\nanhydrous ammonia for industrial use - Determination of oil content - Gravimetric\r\nand infrared spectrometric methods

Lời nói đầu

TCVN 2617:2008 thay thế cho TCVN\r\n2617:1993.

TCVN 2617:2008 hoàn toàn tương đương\r\nvới ISO 7106:1985.

TCVN 2617:2008 do Tiểu Ban kỹ thuật\r\ntiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC47/SC2 Hóa học - Phương pháp thử biên soạn,\r\nTổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công\r\nbố.

AMONIAC\r\nKHAN HÓA LỎNG SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG DẦU - PHƯƠNG PHÁP\r\nKHỐI LƯỢNG VÀ QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI

Liquefied\r\nanhydrous ammonia for industrial use - Determination of oil content - Gravimetric\r\nand infrared spectrometric methods

CẢNH BÁO Amoniac khan\r\nhóa lỏng là chất độc, ăn mòn mạnh, sôi ở -33,3^oC ở áp suất khí quyển\r\nchuẩn. Nó tác động mạnh lên da và mắt, gây bỏng nặng và sâu. Tiếp xúc với mắt\r\ncó thể gây mù vĩnh viễn.

Hơi của amoniac kích\r\nthích mạnh đối với màng nhầy và mắt, và gây hiệu ứng nghẹt thở.

Ở nồng độ từ 16 % đến\r\n25 % (theo thể tích), amoniac khan dạng khí tạo thành hỗn hợp nổ với không khí.\r\nTrách nhiệm cá nhân khi tiếp xúc với amoniac là phải biết đầy đủ về đặc tính\r\nnguy hiểm của amoniac và biết cách đề phòng.

Người thao tác phải đi\r\ngăng cao su dày, tạp dề cao su, bảo vệ toàn bộ mặt và đầu và phải trang bị mặt\r\nnạ phòng khí độc có bộ lọc amoniac.

Các mẫu phải được xử\r\nlý chỉ trong tủ hút có thông gió tốt.

Để biết thêm thông\r\ntin, xem TCVN 7289 (ISO 3165).

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy\r\nđịnh hai phương pháp để xác định hàm lượng dầu không bay hơi ở khoảng 105^oC\r\ncó trong amoniac lỏng sử dụng trong công nghiệp, cụ thể là:

- phương pháp khối\r\nlượng;

- phương pháp quang\r\nphổ hồng ngoại.

Phương pháp khối\r\nlượng áp dụng cho sản phẩm có hàm lượng dầu không nhỏ hơn 10 mg/kg.

Phương pháp quang phổ\r\nhồng ngoại có độ nhạy cao hơn áp dụng cho sản phẩm có hàm lượng dầu lớn hơn 1\r\nmg/kg.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn\r\nsau đây là rất cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện\r\ndẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn\r\nkhông ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất, bao gồm cả các bản sửa đổi (nếu\r\ncó).

TCVN 2614:2008 (ISO\r\n7103:1982) Amoniac khan hóa lỏng sử dụng trong công nghiệp - Lấy mẫu - Lấy mẫu\r\nphòng thí nghiệm.

TCVN 7289:2003 (ISO\r\n3165:1976) Lấy mẫu sản phẩm hóa dùng trong công nghiệp - An toàn trong lấy mẫu.

3. Nguyên tắc

Làm bay hơi phần mẫu\r\nthử của amoniac lỏng ở nhiệt độ môi trường. Sử dụng cacbon tetraclorua, chiết\r\ndầu có trong phần còn lại và xác định hàm lượng dầu theo phương pháp 3.1 hoặc\r\n3.2.

3.1. Phương pháp khối\r\nlượng

Bay hơi dung môi hữu\r\ncơ và cân phần còn lại.

3.2. Phương pháp\r\nquang phổ hồng ngoại

Đo quang phổ hấp thụ\r\nhồng ngoại của pha hữu cơ tại bước sóng khoảng 3,42 µm, đây là dải hấp thụ mạnh\r\nnhất tương ứng với dao động bất đối xứng của gốc CH.

4. Thuốc thử và vật\r\nliệu

Trong quá trình phân\r\ntích, trừ khi có quy định khác, chỉ sử dụng các thuốc thử có độ tinh khiết được\r\nthừa nhận và nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

4.1. Cacbon\r\ntetraclorua,\r\nkhông hấp thụ tại bước sóng khoảng 3,42 µm.

CẢNH BÁO Cacbon\r\ntetraclorua là chất độc. Tránh hít phải hơi. Tránh tiếp xúc với da và mắt.

4.2. Axit clohydric (ρ khoảng 1,19 g/ml),\r\ndung dịch khoảng 4 % (theo khối lượng).

4.3. Axit sulfuric (ρ khoảng 1,84 g/ml),\r\ndung dịch khoảng 10 % (theo khối lượng).

4.4. Hỗn hợp làm lạnh, bao gồm hỗn hợp của\r\ncacbon dioxit rắn và metanol cấp độ kỹ thuật với tỷ lệ có thể đạt được nhiệt độ\r\ntừ -35^oC đến -40^oC.

CHÚ THÍCH Có thể sử\r\ndụng axeton cấp độ kỹ thuật thay cho metanol.

4.5. Dầu parafin, dung dịch chuẩn trong\r\ncacbon tetraclorua, tương ứng với lượng dầu là 0,500 g/l.

Cân khoảng 0,050 g\r\ndầu parafin cấp độ quang phổ (n-hexadecan là thích hợp), chính xác đến 0,000\r\n1 g, cho vào cốc có dung tích thích hợp (100 ml là phù hợp) và hòa tan trong\r\nkhoảng 50 ml cacbon tetraclorua (4.1). Chuyển dung dịch sang bình định mức dung\r\ntích 100 ml, pha loãng đến vạch mức bằng cacbon tetraclorua cùng loại và lắc đều.

1 ml của dung dịch\r\ntiêu chuẩn này chứa 0,50 mg dầu.

4.6. Metyl đỏ, dung dịch 1 g/l\r\ntrong etanol 95 % (theo thể tích).

5. Thiết bị, dụng cụ

Các thiết bị, dụng cụ\r\nthông thường phòng thí nghiệm và

5.1. Thiết bị lấy mẫu

Ví dụ điển hình về\r\nthiết bị này được nêu trong Hình 1 và bao gồm các chi tiết sau:

5.1.1. Ống thử bằng\r\nthủy tinh,\r\ndung tích 250 ml, có vạch định mức 200 ml, được gắn nút thủy tinh nhám 24/29\r\nvới nhánh có van ba chiều (3) và nhánh bên để nối ống với hai bình hình nón (A\r\nvà B), mỗi bình có dung tích 1 000 ml.

Trong thiết bị được\r\nlắp ráp, ống thử được lắp với hai van ba chiều (3 và 4) để có thể nối với bình\r\nhình trụ có chứa amoniac lỏng hoặc nối với hai bình hình nón (A và B).

Các van được bôi trơn\r\nbằng mỡ silicon hoặc được làm bằng polytetrafluoroetylen (PTFE).

5.1.2. Bình Dewar, có khả năng chứa được\r\nống thử (5.1.1) và nhìn được vạch định mức.

5.2. Tủ sấy, có khả năng điều\r\nchỉnh nhiệt độ tại 105^oC ± 2^oC.

5.3. Đĩa platin, dung tích khoảng 70\r\nml.

5.4. Phổ kế để đo dải hồng ngoại\r\n(IR), có cuvet thạch anh với chiều dày 1 cm.

6. Lấy mẫu

Lấy mẫu theo TCVN\r\n2614:2008 (ISO 7103:1982).

Kích\r\nthước tính bằng milimet

Hình\r\n1 - Thiết bị lấy mẫu điển hình

7. Cách tiến hành

CẢNH BÁO Thực hiện\r\ntất cả các thao tác trong tủ hút có thông gió tốt.

7.1. Phần mẫu thử

Cân, chính xác đến\r\n0,000 1 g, các bộ phận gồm hai bình hình nón (A và B), mỗi bình chứa khoảng 500\r\nml axit sulfuric (4.3) và vài giọt dung dịch metyl đỏ (4.6), cùng với các ống nối\r\nthể hiện trong Hình 1, bắt đầu tại điểm 5.

Ngâm ống thử có nút\r\n(5.1.1) vào bình Dewar (5.1.2), đổ hỗn hợp làm lạnh (4.4) khoảng 3/4 thể tích\r\nbình và nối ống thử với các bình hình nón.

Điều chỉnh van số 3 để\r\ncách ly ống thử và để thông các nhánh nối số 1 và số 2 với không khí.

Sử dụng ống cao su\r\nnối nhánh số 1 với bình hình trụ có chứa mẫu phòng thí nghiệm. Cẩn thận mở van\r\ncủa bình hình trụ và để amoniac thoát từ từ ra ngoài không khí, cho đến khi các\r\nnhánh số 1 và số 2 bị làm lạnh hoàn toàn và xuất hiện các giọt amoniac.

Ngay lập tức điều\r\nchỉnh van số 3 để cách ly nhánh số 2, cùng lúc đó nối nhánh số 1 với ống thử và\r\nđể nhánh số 6 mở bằng van số 4.

Điều chỉnh nhanh van\r\nsố 4 để nối hai bình hình nón với phần còn lại của thiết bị, cẩn thận cách ly\r\nnhánh số 6. Amoniac khan hóa lỏng được gom như vậy vào ống thử, trong khi đó\r\nkhí amoniac bị hấp thụ bởi dung dịch axit sulfuric (4.3) có chứa trong hai bình\r\nhình nón.

Ngay khi amoniac lỏng\r\ntrong ống thử đạt đến vạch mức 200 ml, điều chỉnh van số 4 để nối ống thử với\r\nkhông khí và để cách ly với hai bình hình nón.

Điều chỉnh ngay van\r\nsố 3 để cách ly ống thử và cho khí amoniac thoát ra ngoài không khí qua nhánh\r\nsố 2.

Sau đó khóa van bình\r\nhình trụ có chứa mẫu phòng thí nghiệm và tháo ra khỏi thiết bị.

Ngay khi thu được\r\nphần mẫu thử, tháo rời các bộ phận gồm hai bình hình nón và các ống nối thể\r\nhiện trong Hình 1, bắt đầu tại điểm 5. Để phần mẫu thử đạt đến nhiệt độ môi\r\ntrường và cân chính xác đến 0,1 g.

7.2. Tách dầu

Sấy đĩa platin (5.3) ở\r\nnhiệt độ 105^oC ± 1^oC trong 1 h trong tủ sấy (5.2). Để nguội\r\ntrong bình hút ẩm, tốt nhất là có silica gel hoạt tính hoặc alumin hoạt tính và\r\ncân chính xác đến 0,000 1 g.

Tháo ống thử (5.1.1) có\r\nchứa phần mẫu thử khỏi bình Dewar (5.1.2) và để amoniac bay hơi từ từ ở nhiệt độ\r\nmôi trường qua nhánh số 2 (xem Hình 1) cho đến khi phần còn lại bao gồm dung\r\ndịch amoniac lỏng, dầu và các tạp chất khác, không bay hơi ở nhiệt độ môi\r\ntrường, được giữ lại ở đáy ống thử.

Thêm một ít nước và\r\nvài giọt dung dịch axit clohydric (4.2) vào ống thử cho đến khi hỗn hợp là axit\r\nyếu, kiểm tra bằng dung dịch chỉ thị (4.6).

Sau đó thêm 10 ml\r\ncacbon tetraclorua (4.1), khuấy và chuyển sang phễu chiết. Tráng hai hoặc ba\r\nlần ống thử bằng 10 ml cacbon tetraclorua để loại bỏ tất cả các vết dầu, gộp\r\nphần nước tráng vào phễu chiết.

Lắc mạnh phễu chiết, để\r\npha hữu cơ lắng xuống, lọc từ từ qua giấy lọc khô và gộp phần lọc vào đĩa\r\nplatin đã biết trước khối lượng (5.3). Rửa giấy lọc bằng 10 ml cacbon\r\ntetraclorua, thêm phần nước rửa vào phần lọc.

Thêm vào phễu chiết\r\n10 ml cacbon tetraclorua, lắc mạnh, để pha hữu cơ lắng xuống, lọc qua giấy lọc\r\nvà gộp phần lọc vào đĩa platin.

7.3. Cách xác định

7.3.1. Phương pháp\r\nkhối lượng

7.3.1.1. Loại bỏ dung\r\nmôi và cân

Làm bay hơi cacbon\r\ntetraclorua trên bếp cách thủy trong tủ hút có thông gió tốt. Cho đĩa có mẫu\r\nvào tủ sấy (5.2), sấy ở nhiệt độ 105^oC ± 2^oC trong 15 min đến 20\r\nmin.

Để đĩa nguội đến\r\nnhiệt độ môi trường trong bình hút ẩm, tốt nhất là có silica gel hoạt tính hoặc\r\nalumin hoạt tính và cân chính xác đến 0,000 1 g.

7.3.1.2. Biểu thị kết\r\nquả

Hàm lượng dầu, không\r\nbay hơi ở khoảng 105^oC, tính bằng miligam trên kilogam, theo công\r\nthức.

Trong đó

m₀ là khối lượng của\r\nphần mẫu thử (7.1), tính bằng gam. Đây là tổng thể tích của amoniac lỏng được\r\ngom vào ống thử, tính bằng mililit, nhân với 0,68 (0,68 g/ml là khối lượng riêng\r\ncủa amoniac lỏng), và lượng gia tăng khối lượng, tính bằng gam, của các bộ phận\r\nbao gồm hai bình hình nón và các ống nối thể hiện trong Hình 1, bắt đầu tại điểm\r\n5;

m₁ là khối lượng của đĩa\r\nplatin rỗng đã biết trước khối lượng (5.3), tính bằng gam;

m₂ là khối lượng của đĩa\r\nplatin (5.3) và dầu, tính bằng gam.

Thực hiện hai phép\r\nxác định và lấy giá trị trung bình của hai kết quả.

7.3.2. Phương pháp\r\nquang phổ hồng ngoại

7.3.2.1. Chuẩn bị\r\ndung dịch thử

Sau khi lấy đĩa có\r\nchứa mẫu như trong 7.3.1.1 ra khỏi bình hút ẩm, thêm vào đĩa 10 ml cacbon\r\ntetraclorua (4.1) để hòa tan dầu. Chuyển dung dịch sang bình định mức dung tích\r\n50 ml. Tráng đĩa hai hoặc ba lần bằng 10 ml cacbon tetraclorua để loại bỏ hết\r\ntất cả các vết dầu, gộp phần nước tráng vào bình định mức trên. Pha loãng đến\r\nvạch mức bằng cacbon tetraclorua cùng loại và lắc đều.

CHÚ THÍCH Thao tác\r\nnày cần thiết để nhận được các điều kiện trong phương pháp hồng ngoại giống như\r\ntrong phương pháp khối lượng, có nghĩa là loại trừ bất kỳ các hydrocacbon nhẹ\r\ncó khả năng làm thay đổi kết quả của phép xác định.

7.3.2.2. Chuẩn bị đồ\r\nthị hiệu chuẩn

7.3.2.2.1. Chuẩn bị các dung\r\ndịch đối chứng liên quan đến phép đo quang phổ được thực hiện với cuvet thạch\r\nanh có chiều dày 1 cm.

Cho các thể tích dung\r\ndịch dầu chuẩn (4.5) trong Bảng 1 vào dãy sáu bình định mức dung tích 50 ml.

Bảng\r\n1 - Thể tích dung dịch dầu chuẩn

Pha loãng mỗi bình đến\r\nvạch mức bằng cacbon tetraclorua (4.1) và lắc đều

7.3.2.2.2. Phép đo quang phổ

Sử dụng phổ kế IR\r\n(5.4) có cuvet thạch anh 1 cm và điều chỉnh bước sóng khoảng 3,42 µm, thực hiện\r\nphép đo quang phổ, sau khi điều chỉnh thiết bị đến vạch hấp thụ zero theo\r\ncacbon tetraclorua (4.1).

7.3.2.2.3. Vẽ đồ thị

Vẽ đồ thị, trong đó\r\ngiá trị khối lượng của dầu thu được trong 50 ml dung dịch đối chứng, tính bằng\r\ngam, biểu diễn trên trục hoành và các giá trị hấp thụ biểu diễn trên trục tung.

CHÚ THÍCH Mỗi phép\r\nxác định phải chuẩn bị đồ thị hiệu chuẩn mới.

7.3.2.3. Đo phổ của\r\ndung dịch thử

Thực hiện đo phổ của\r\ndung dịch thử (7.3.2.1) như quy định trong 7.3.2.2.2.

7.3.2.4. Biểu thị kết\r\nquả

Sử dụng đồ thị hiệu\r\nchuẩn (7.3.2.2.3), xác định khối lượng của dầu tương ứng với hấp thụ của dung\r\ndịch thử.

Hàm lượng dầu, không\r\nbay hơi ở khoảng 105^oC, tính bằng miligam trên kilogam, theo công\r\nthức.

Trong đó

m₀ có cùng ý nghĩa như\r\ntrong 7.3.1.2;

m₃ là khối lượng của dầu\r\ntrong dung dịch thử (7.3.2.1), tính bằng gam.

Theo quy ước hàm lượng\r\ndầu được coi là hàm hiệu chuẩn. Xác định hàm lượng dầu trong tiêu chuẩn hiện\r\nhành được tính theo parafin mạch thẳng, ví dụ n-hexadecan.

CHÚ THÍCH Vì độ nhạy\r\ncủa phương pháp, tránh làm nhiễm bẩn thiết bị với dầu hoặc các chất béo.

Thực hiện hai phép\r\nxác định và lấy giá trị trung bình của hai kết quả.

8. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm\r\nphải bao gồm các thông tin sau:

a) Nhận dạng mẫu;

b) Tên của phương\r\npháp sử dụng và viện dẫn tiêu chuẩn này;

c) Kết quả và biểu\r\nthị kết quả sử dụng;

d) Các điểm bất thường\r\ntrong khi tiến hành;

e) Các thao tác bất\r\nkỳ không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc tùy ý.