TIÊU\r\nCHUẨN QUỐC GIA

TCVN\r\n7207-1 : 2002

ISO 10136 -1 : 1993

THỦY TINH VÀ DỤNG CỤ BẰNG THỦY TINH -\r\nPHÂN TÍCH DUNG DỊCH CHIẾT - PHẦN 1: XÁC ĐỊNH SILIC DIOXIT BẰNG PHƯƠNG PHÁP\r\nQUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ

Glass\r\nand glassware - Analysis of extract solutions - Part 1: Determinatin of silicon\r\ndioxide by molecular absorption spectrometry

Lời nói đầu

TCVN 7207-1 : 2002 hoàn\r\ntoàn tương đương với 10136-1 : 1993.

TCVN 7207-1 : 2002 do\r\nBan kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/TC 48 Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh biên\r\nsoạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ\r\ncông bố.

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

THỦY\r\nTINH VÀ DỤNG CỤ BẰNG THỦY TINH - PHÂN TÍCH DUNG DỊCH CHIẾT - PHẦN 1: XÁC ĐỊNH\r\nSILIC DIOXIT BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ

Glass\r\nand glassware - Analysis of extract solutions - Part 1: Determinatin of silicon\r\ndioxide by molecular absorption spectrometry

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui\r\nđịnh phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử để xác định hàm lượng silic, được\r\nbiểu thị dưới dạng silic dioxid hoặc silica (SiO₂), giải phóng ra dung\r\ndịch chiết trong qui trình thử độ bền nước.

Tiêu chuẩn này áp\r\ndụng cho phân tích dung dịch chiết thu được từ bất kỳ loại thủy tinh hoặc dụng cụ\r\nbằng thủy tinh nào, kể cả loại dùng trong phòng thí nghiệm hoặc trong dược\r\nphẩm, ví dụ thủy tinh borosilicat (như thủy tinh borosilicat 3.3 theo ISO 3585:\r\n1991), thủy tinh trung tính hoặc thủy tinh natri canxi silicat qui định trong\r\nISO 4802 [³] [⁴], bao bì bằng thủy\r\ntinh dùng cho thực phẩm và đồ uống, dụng cụ đựng thức ăn hoặc dụng cụ nấu bếp.\r\nCó thể lấy dung dịch chiết từ các dụng cụ bằng thủy tinh, ví dụ theo ISO 4802, hoặc\r\ntừ thủy tinh là vật liệu, ví dụ như khi thử theo ISO 719[1] hoặc ISO 720[2]. Hơn nữa, tiêu\r\nchuẩn này còn có thể áp dụng cho các dung dịch chiết thu được bằng bất kỳ phương\r\npháp xác định độ bền nước nào cho thủy tinh hoặc dụng cụ bằng thủy tinh.

2. Tiêu chuẩn viện\r\ndẫn

TCVN 7149 - 2 : 2002 (ISO\r\n385-2:1984), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Buret - Phần 2: Buret không quy\r\nđịnh thời gian chờ.

TCVN 7150 - 1 : 2002 (ISO\r\n835-1 :1981) Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Pipet chia độ - Phần 1: Yêu\r\ncầu chung.

TCVN 7150 - 2 : 2002 (ISO\r\n835-2 :1981) Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Pipet chia độ - Phần 2: Pipet\r\nchia độ không quy định thời gian chờ.

TCVN 7150 - 3 : 2002 (ISO\r\n835-3 :1981) Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Pipet chia độ - Phần 3: Pipet\r\nchia độ có quy định thời gian chờ 15 giây.

TCVN 7151 : 2002 (ISO\r\n648-1977), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Pipet một mức.

TCVN 7153 : 2002 (ISO\r\n1042:1998) Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Bình định mức.

TCVN 7154 : 2002 (ISO\r\n3819:1985) Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Cốc thí nghiệm có mỏ.

ISO 3585 :1991 Borosilicate\r\nglass 3.3 - Properties (Thủy tinh borosilicat 3.3 - Tính chất).

TCVN 4851 - 89 (ISO\r\n3696:1987) Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và\r\nphương pháp thử.

ISO 6955 :1982 Analytical\r\nspectroscopic method - Flame emission, atomic absorption, and atomic fluorescence\r\n- Vocabulary (Phương pháp phân tích quang phổ - Phát xạ ngọn lửa, hấp thụ\r\nnguyên tử và huỳnh quang nguyên tử - Từ vựng).

ISO 7056:1981 Plastics\r\nlaboratory ware - Beakers (Dụng cụ thí nghiệm bằng nhựa - Cốc thí nghiệm có\r\nmỏ).

3. Định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này,\r\náp dụng những định nghĩa sau đây:

3.1. Dung dịch chiết (extract solution): Dung dịch nước thu được\r\ntừ phản ứng của thủy tinh với nước ở những điều kiện đặc biệt.

3.2. Dung dịch mẫu đo\r\n(sample\r\nmeasuring solution):\r\nDung dịch thực tế dùng để đo nồng độ của chất cần phân tích. Dung dịch có thể\r\nkhông pha loãng, pha loãng hoặc dung dịch chiết cải biến.

3.3. Chất cần phân\r\ntích (analyte):\r\nNguyên\r\ntố hoặc thành phần cần xác định.

3.4. Dung dịch gốc (stock solution): Dung dịch có thành\r\nphần thích hợp chứa chất cần phân tích được biểu thị dưới dạng oxid có nồng độ\r\ncao đã biết.

3.5. Dung dịch chuẩn\r\n(standard\r\nsolution): Dung\r\ndịch chứa chất cần phân tích được biểu thị dưới dạng oxid có nồng độ thích hợp\r\nđã biết để pha các dung dịch hiệu chuẩn hoặc dung dịch chuẩn so sánh.

3.6. Dãy các dung dịch\r\nhiệu chuẩn; dung dịch chuẩn so sánh (set of calibration solutions; set of\r\nrefernce solutions): Tập hợp các dung dịch chuẩn so sánh đơn hoặc tổng hợp\r\ncó nồng độ chất cần phân tích khác nhau. Dung dịch “0”, theo nguyên tắc là dung\r\ndịch có nồng độ chất cần phân tích bằng “0” (ISO 6955: 1982).

3.7. Quang phổ hấp\r\nthụ phân tử (MAS) (molecular\r\nabsorption spectrometry): Kỹ thuật xác định nồng độ chất cần phân tích\r\ntrong dung dịch bằng cách đo mật độ quang của phức mầu của chất cần phân tích.

3.8. Dung dịch mẫu\r\ntrắng (blank\r\ntest solution): Dung dịch được chuẩn bị giống như dung dịch mẫu đo nhưng\r\nkhông chứa chất cần phân tích để xác định.

4. Nguyên tắc

Xử lý dung dịch chiết\r\nđể phân tích và tạo ra phức silicon molybdat xanh bằng cách dùng amônium\r\nmolybdat và một dung dịch khử. Dùng cuvet 10 mm đo mật độ quang của chất phức màu\r\ndung dịch mẫu đo bằng máy đo quang phổ hấp thụ phân tử ở bước sóng 800 nm.

5. Thuốc thử

Trong quá trình thử,\r\ntrừ khi có qui định khác, chỉ sử dụng thuốc thử loại tinh khiết phân tích\r\n(TKPT) và nước cất loại 1 hoặc loại 2 theo TCVN 4851 - 89 (ISO 3696:1987).

Nếu chỉ qui định axit\r\nvà amoni hidroxid theo tên và công thức hoá học, có nghĩa là loại thuốc thử có\r\nnồng độ đậm đặc. Nồng độ của dung dịch axit hoặc amoni hidroxid pha loãng được\r\nqui định là tỷ lệ thể tích thuốc thử có nồng độ đậm đặc và thể tích nước cho trước\r\nsẽ được thêm vào. Ví dụ, 1+3 có nghĩa là 1 thể tích dung dịch thuốc thử có nồng\r\nđộ đậm đặc hòa tan với 3 thể tích nước.

Dung dịch chuẩn thương\r\nphẩm thích hợp dùng cho quang phổ có thể sử dụng để chuẩn bị dung dịch gốc hoặc\r\ndung dịch chuẩn.

5.1. Axit\r\n4-amino-3-hydroxynaphtalen-1-sulfonic hoặc axit 1-amino-2-hydroxynaphtalen-4-\r\nsulfonic [NH₂C₁₀H₅(OH)SO₃H]

5.2. Amonium molybdat\r\n[(NH₄)₆ Mo₇O₂₄. 4H₂O], dung dịch nước 60\r\ng/l

5.3. Axit boric (H₃BO₃), dung dịch 50 g/l

5.4. 2,4-Dinitrophenol\r\n[2,4-(NO\r\n₂)₂C₆H₃OH], dung dịch chỉ\r\nthị 1 g/l

5.5. Axit clohydric (HCl), r = 1,19 g/ml

5.5.1. Axit clohydric, pha loãng 1+ 5

5.5.2. Axit clohydric, pha loãng 1 + 24

5.6. Dung dịch axit\r\nfluorhydric (HF),\r\nr = 1,13 g/ml.

5.7. Dung dịch khử

Hoà 0,7 g natri\r\nsulfit (5.15) trong 20 ml nước, thêm 0,15 g axit\r\n4-amino-3-hydroxynaphtalen-1-sulfonic hoặc axit 1-amino-2-hydroxynaphtalen-4- sulfonic\r\n(5.1) và khuấy cho tan hết. hòa tan 9 g natri metabisulfit (5.14) trong 160 ml\r\nnước và chuyển cả hai dung dịch trên vào một bình định mức 200 ml (6.7). Thêm nước\r\nđến vạch dấu rồi lắc đều.

Phải loại bỏ dung dịch\r\nnày khi có màu xanh nhạt.

5.8. Silic dioxid (\r\ncòn gọi là silica) (SiO₂)

Dùng cát silica mịn\r\ncó chứa ít nhất 99,9 % (m/m) (SiO₂), sấy khô ở nhiệt độ thấp nhất là 110 ⁰C.

5.9. Silica, dung dịch gốc

Cân khoảng 1 g silica\r\n(5.8) chính xác đến 0,1 mg trong một chén platin (6.6). Thêm 4,5 g natri\r\ncacbonat (5.11) và trộn đều bằng đũa khô (không dùng đũa bằng thủy tinh).\r\nChuyển hỗn hợp này vào giữa chén và dàn mỏng đều trong vùng có đường kính\r\nkhoảng 30 mm. Phủ lên hỗn hợp này 0,5 g natri cacbonat (5.11), càng đều càng\r\ntốt, sau đó nhẹ nhàng chải sạch các hạt hỗn hợp bám ở đũa khuấy vào chén.

Đậy chén có hỗn hợp\r\nnày bằng nắp platin (6.6) và đặt vào lò nung ở nhiệt độ 300 ⁰C đến 400 ⁰C. Nâng dần nhiệt độ\r\ntrong lò lên cho đến khi đạt tới 1100 ⁰C và giữ ở nhiệt độ đó trong khoảng 10 phút hoặc\r\ncho đến khi hỗn hợp nóng chảy hoàn toàn. Lấy chén ra khỏi lò nung và lắc nhẹ\r\nhỗn hợp nóng chảy để liên kết các phần nhỏ còn lại. Để nguội, tráng rửa mặt dưới\r\ncủa nắp chén bằng nước nóng sau đó hòa tan hỗn hợp nóng chảy trong nước nóng.\r\nĐể nguội, chuyển dung dịch hỗn hợp trên vào bình định mức 1 000 ml (6.7), thêm\r\nnước đến vạch dấu và lắc đều.

Chuyển dung dịch trên\r\nvào chai nhựa (6.3) để bảo quản.

1 ml dung dịch này\r\nchứa 1 mg SiO₂ .

5.10. Silica, dung dịch chuẩn

Dùng pipet một mức (6.10)\r\nlấy 10,00 ml dung dịch silica gốc (5.9) chuyển vào bình định mức 1000 ml  (6.7),\r\nthêm nước cho đến vạch dấu rồi lắc đều.

Dung dịch này chỉ được\r\npha trước khi sử dụng

1 ml dung dịch này\r\nchứa 10 mg SiO₂ .

5.11. Cacbonat natri (Na₂CO₃), khan.

5.12. Dung dịch natri\r\nhydroxid,\r\nc(NaOH) ≈ 2 mol/l, bảo quản trong bình nhựa (6.3).

5.13. Dung dịch natri\r\nhydroxid,\r\nc(NaOH) ≈ 0,1 mol/l, bảo quản trong bình nhựa (6.3).

5.14. Natri\r\nmetabisulfit (\r\nNa₂S₂O₅).

5.15. Natri sulfit\r\n(Na₂SO₃), khan.

5.16. Axit tartaric [(CHOH.COOH)₂] dung dịch 200 g/l.

6. Thiết bị, dụng cụ

Các dụng cụ thí\r\nnghiệm bằng thủy tinh, trừ pipet và buret, đều được sản xuất bằng thủy tinh\r\nborosilicat, thích hợp nhất là loại 3.3 phù hợp với các yêu cầu qui định trong\r\nISO 3585: 1991.

Các dụng thí nghiệm\r\nthông thường khác:

6.1. Máy đo quang phổ\r\nhấp thụ phân tử,\r\ncó khả năng đo mật độ quang ở bước sóng 800 nm.

6.2. Cuvet, 10 mm.

6.3. Bình nhựa, có nút đậy và dung\r\ntích thích hợp , ví dụ khoảng 1000 ml.

6.4. Cốc thí nghiệm\r\ncó mỏ, dung\r\ntích 100 ml và phù hợp với các qui định trong TCVN 7154 : 2002 (ISO 3819: 1985).

6.5. Cốc thí nghiệm\r\ncó mỏ bằng nhựa, dung\r\ntích thích hợp, ví dụ khoảng 200 ml và phù hợp với các qui định trong ISO 7056.

6.6. Chén platin, có nắp, dung tích\r\nkhoảng 75 ml.

6.7. Bình định mức, dung tích thích hợp\r\nvà phù hợp với các yêu cầu đối với bình định mức cấp A qui định trong TCVN\r\n7153: 2002 (ISO 1042: 1998).

6.8. Pipet chia độ\r\nbằng nhựa,\r\ndung tích 1 ml.

6.9. Pipet chia độ, dung tích 5 ml và\r\nphù hợp với các yêu cầu đối với pipet chia độ cấp A qui định trong TCVN 7150 -\r\n1 ¸ 3: 2002 (ISO 835 -1 ¸ 3 : 1981).

6.10. Pipette một mức, dung tích thích hợp\r\nvà phù hợp với các yêu cầu đối với pipet một mức cấp A qui định trong TCVN\r\n7151: 2002 (ISO 648: 1977).

6.11. Buret, dung tích thích hợp\r\n10 ml và phù hợp với các yêu cầu đối với buret cấp A qui định trong TCVN 7149 -\r\n2: 2002 (ISO 385-2: 1984).

6.12. Cân, có giá trị độ chia\r\n0,1 mg.

6.13. Máy đo pH, có điện cực thủy tinh\r\nvà calomel hoặc các điện cực hỗn hợp.

6.14. Máy khuấy từ, có que khuấy bọc\r\nnhựa.

6.15. Giấy lọc, loại không có tro được\r\nrửa 2 lần bằng axit, và được qui định như sau:

loại “thưa” hoặc\r\n“thô” có độ xốp thông thường dùng để lọc nhôm hydroxid;

loại “trung bình” có\r\nđộ xốp thông thường dùng để lọc canxi oxalat;

loại “mịn” hoặc\r\n“tinh” có độ xốp thông thường dùng để lọc bari sulfat.

7. Lấy mẫu và mẫu

Mẫu để phân tích là\r\ndung dịch chiết nhận được theo bất kỳ qui trình thử độ bền nước nào.

8. Cách tiến hành

8.1. Chuẩn bị và đo\r\ndung dịch mẫu đo và dung dịch mẫu trắng

8.1.1. Dung dịch mẫu\r\nđo

Dùng pipet một mức hút\r\n20 ml dung dịch chiết cho vào cốc thí nghiệm (6.4) và axit hóa bằng axit\r\nclohydric (5.5.2) và kiểm tra bằng máy đo pH (6.13) cho đến giá trị pH = 3. Sau\r\nđó đun sôi, để nguội và điều chỉnh pH cho đến khi pH = 5 bằng cách thêm dung dịch\r\nnatri hydroxid (5.13). Dùng giấy lọc thích hợp (6.15), lọc dung dịch vào cốc thí\r\nnghiệm có mỏ bằng nhựa 200 ml (6.5) và khuấy bằng máy khuấy từ (xem 6.14). Rửa\r\ngiấy lọc cẩn thận bằng từng lượng nhỏ nước ấm (tối đa là 10 ml) hứng vào chính\r\ncốc nhựa đó. Điều quan trọng là phải khuấy liên tục trong suốt quá trình thêm\r\ndung dịch vào và chỉ dừng khuấy trước khi chuyển dung dịch vào bình định mức\r\n100 ml (6.7).

Thêm một giọt dung\r\ndịch 2,4- dinitrophenol [2,4-(NO ₂)₂C₆H₃OH] (5.4) và trung hòa bằng dung dịch natri hydroxit\r\n(5.12) hoặc axit clohydric (5.5.1) cho đến khi dung dịch bắt đầu chuyển sang\r\nmàu vàng. Dùng pipet chia độ bằng nhựa (6.8) thêm 0 , 5 ml dung dịch axit\r\nflourhydric (5.6), để yên trong 3 phút. Thêm 40 ml dung dịch axit boric (5.3)\r\nvà để yên trong 3 phút, sau đó thêm 5 ml amonium molybdat (5.2). Để yên trong\r\n10 phút, sau đó thêm 5 ml dung dịch axit tartaric (5.16) và 5 ml dung dịch khử\r\n(5.7). Khuấy đều, nhấc cốc nhựa ra khỏi máy khuấy từ và chuyển dung dịch vào\r\nbình định mức 100 ml (6.7). Thêm nước cho đến vạch dấu và để yên cho đến khi sự\r\nchuyển màu của dung dịch kết thúc (khoảng 2 giờ là đủ).

8.1.2. Dung dịch mẫu\r\ntrắng

Chuẩn bị dung dịch\r\nmẫu trắng bằng cách lấy 20 ml nước và sau đó lần lượt làm các thao tác giống như\r\nđã làm đối với dung dịch mẫu đo ở trên.

8.1.3. Đo mật độ\r\nquang

Dùng cuvet 10 mm\r\n(6.2) đo mật độ quang của dung dịch mẫu đo ở bước sóng 800 nm (xem 6.1) và cũng\r\nlàm như vậy đối với dung dịch mẫu trắng, lấy dung dịch “0” làm dung dịch chuẩn so\r\nsánh (xem 3.6).

8.2. Chuẩn bị đồ thị\r\nhiệu chuẩn

Dùng buret (6.11) chuyển\r\ncác thể tích của các dung dịch chuẩn silica (5.10) đã được đo chính xác cho vào\r\ncác cốc nhựa riêng biệt có dung tích 200 ml (6.5) để phủ dải từ 0 đến 150 mg SiO₂. Pha loãng với nước\r\nmỗi cốc đến khoảng 20 ml. Đặt vào máy khuấy từ (6.14), thêm 1 giọt\r\n2,4-dinitrophenol (5.4), sau đó thêm 5 ml monium molybdat (5.2) và xuất hiện\r\nmàu xanh nhạt của axit silicmolybdenic như đã mô tả trong 8.1.1.

Đo mật độ quang của các\r\ndung dịch ở bước sóng 800 nm (6.1) bằng các cuvet 10 mm (6.2) so sánh với dung dịch\r\n“0”. Lập quan hệ giữa mật độ quang của dung dịch theo khối lượng của silica\r\ntrong dung dịch đó để xây dựng đồ thị hiệu chuẩn.

9. Biểu thị kết quả

Xác định khối lượng silic\r\ndioxid (SiO₂) trong dung dịch mẫu\r\nđo (8.1.1) và trong dung dịch mẫu trắng (8.1.2) từ đồ thị hiệu chuẩn (8.2). Lấy\r\ngiá trị của khối lượng silic dioxid (SiO₂) trong dung dịch mẫu đo trừ đi khối lượng\r\nsilic dioxid (SiO₂) trong dung dịch mẫu\r\ntrắng, tính hàm lượng của silic dioxid trong dung dịch chiết và biểu thị bằng microgam\r\nSiO₂ trên mililit dung dịch\r\nchiết.

10.\r\nBáo cáo thử nghiệm

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

a) viện dẫn tiêu\r\nchuẩn này;

b) nhận dạng mẫu\r\nchiết’;

c) viện dẫn phương\r\npháp thử độ bền nước đã sử dụng (xem Phụ lục A) để tạo thành dung dịch chiết;

d) các kết quả thu được,\r\nbiểu thị bằng microgam SiO₂ trên\r\nmililit dung dịch chiết;

e) những điều bất thường\r\nđược ghi lại trong quá trình xác định.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Tài liệu tham khảo

[1] ISO 719 :1985 , Glass\r\n- Hydrolytic resistance of glass grains at 98 ⁰C - Method of test\r\nand classification.

[2] ISO 720 :1985 , Glass\r\n- Hydrolytic resistance of glass grains at 121 ⁰C - Method of test\r\nand classification.

[3] ISO 4802 - 1\r\n:1988 , Glassware - Hydrolytic resistance of the interior surfaces of glass\r\ncontainers - Part 1: Determination by titration method and classification.

[4] ISO 4802 - 2\r\n:1988 , Glassware - Hydrolytic resistance of the interior surfaces of glass\r\ncontainers - Part 2: Determination by flame spectrometry and classification.

[5] ISO 6286 :1982, Molecular\r\nabsorption spectrometry - Vocabulary - General - Apparatus.

[6] The chemical durability\r\nof glass: the determination of silica in extract solutions. (A report by Sub Committee\r\nA2 of the International Commission on Glass). Glass technology, 1975, vol.\r\n16. No. 4, pp. 80-83.