TIÊU\r\nCHUẨN QUỐC GIA

TCVN\r\n10419:2014

ISO 2121:1972

CLO LỎNG SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP –\r\nXÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC – PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG

Liquid\r\nchlorine for industrial use – Determination of water content – Gravimetric\r\nmethod

Lời nói đầu

TCVN 10419:2014 hoàn toàn tương đương với\r\nISO 2121:1972. ISO 2121:1972 đã được rà soát và phê duyệt lại vào năm\r\n2011, với bố cục và nội dung không thay đổi.

TCVN 10419:2014 do Ban kỹ thuật tiêu\r\nchuẩn quốc gia TCVN/TC47 Hóa học biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường\r\nChất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

TCVN\r\n10422:2014

LƯU\r\nHUỲNH SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP – XÁC ĐỊNH ĐỘ AXIT – PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ

Sulphur\r\nfor industrial use – Determination of acidity – Titrimetric method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định\r\nphương pháp khối lượng để xác định “nước bay hơi”, tức là làm bay hơi đồng thời\r\nvới clo, có nguồn gốc từ khí hóa của clo lỏng sử dụng trong công nghiệp.

2. Lĩnh vực áp dụng

Phương pháp này được\r\náp dụng cho sản phẩm có hàm lượng nước lớn hơn 0,0005 % theo khối lượng (5\r\nppm).

CHÚ THÍCH: Phương\r\npháp này không được áp dụng để phân tích mẫu được tồn chứa trong chai bị ăn\r\nmòn. Vì sự có mặt của sắt clorua có tính hút ẩm sẽ làm cho việc xác định hàm\r\nlượng nước bị sai lệch.

3 Nguyên tắc

Hấp thụ nước bằng\r\ncách cho các mẫu khí hóa đi qua ống hấp thụ đã biết trước khối lượng, có chứa\r\nphospho pentoxit hoặc magie perclorat.

Loại bỏ khí clo và\r\ntạp chất dễ bay hơi, nếu có, ngoại trừ nước bằng cách xả ống hấp thụ bằng không\r\nkhí hoặc nitơ khô được gia nhiệt đến 80 °C.

Hấp thụ clo nằm trong\r\ncác ống hấp thụ vào chai đã biết trước khối lượng, có chứa dung dịch natri hydroxit.

Lần lượt cân ống hấp\r\nthụ và bình chứa dung dịch natri hydroxit từ sự chênh lệch khối lượng so với\r\nban đầu, xác định được khối lượng nước và khối lượng phần mẫu thử.

4. Thuốc thử

4.1. Chất hấp thụ

Chọn một trong hai thuốc thử sau:

4.1.1. Phospho\r\npentoxit, hoặc

4.1.2. Magie\r\nperclorat, có\r\ndạng viên hoặc hạt từ 3 mm đến 5 mm, để tránh hao hụt khối lượng vật liệu trong\r\nkhi hấp thụ nước. Thuốc thử này không được chứa nhiều hơn hai phân tử nước\r\nhydrat hóa (tức là 13,9 %), được khẳng định bằng phương pháp được nêu trong Phụ\r\nlục A.

Không được sử dụng\r\nthuốc thử này nếu clo được phân tích chứa chất hữu cơ.

4.2. Không khí hoặc\r\nnitơ,\r\nkhô.

Những khí này được\r\nsấy khô bằng cách cho đi qua tháp chứa chất hấp thụ (4.1.1) hoặc (4.1.2).

4.3. Natri hydroxit, dung dịch 200 g/L\r\nhoặc khoảng 5 N.

4.4. Tinh bột i-ốt\r\nhóa, dung\r\ndịch chứa 5 g/L tinh bột và 150 g/L kali iodua.

4.5. Aceton.

4.6. Mỡ bôi trơn chịu\r\nđược clo

Mỡ bôi trơn trên cơ\r\nsở các sản phẩm flo hóa hoặc clo flo hóa là phù hợp.

5. Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị, dụng cụ sử\r\ndụng được trình bày trong Hình 2. Thiết bị bao gồm các phần sau:

− Chai (A), chứa\r\n2 L dung dịch natri hydroxit (4.3) để hấp thụ clo sử dụng trong mẫu.

− Bình sục khí\r\n(C), chứa dung dịch tinh bột i-ốt (4.4), để điều chỉnh tốc độ hấp thụ clo.

− Lưu lượng kế mao\r\ndẫn (D), và áp kế (M) chứa cacbon tetaclorua cho phép lượng khí clo đi qua\r\nlà 25 L/h. Lưu lượng kế có chỉ thị nổi thích hợp có thể dùng để thay thế.

− Ống hình chữ U\r\n(E), được gắn với các mối nối thủy tinh nhám, nhồi đầy bông khoáng đã được\r\nsấy trước tại nhiệt độ 110 °C trong 1 h.

− Ống lọc (F), gồm\r\nống thép được ren có đường kính trong khoảng 6 mm, chiều dài 150 mm và được\r\nnhồi đầy bông thủy tinh.

− Chai an toàn\r\n(G).

− Bếp điện (H).

− Van thủy tinh\r\n(P), nhồi đầy cacbon tetraclorua.

− Khóa chữ T có lỗ\r\n(R1).

− Khóa thẳng có lỗ\r\n(R2).

− Cuộn thép (S) ngâm\r\ntrong thùng nước được gia nhiệt đến nhiệt độ 80 °C bằng cách dùng bếp điện.

− Ba ống hình chữ\r\nU (T1, T2 và T3), có nút thủy tinh nhám, chứa phospho pentoxit (4.1.1) hoặc\r\nmagie perclorat (4.1.2), được làm đầy bằng cách chèn bông thủy tinh trong cả\r\nhai nhánh. Việc nhồi phospho pentoxit hay magie perclorat vào các ống hấp thụ\r\nnên được thực hiện trong dòng nitơ khô để tránh độ ẩm môi trường. Điều chỉnh\r\ncẩn thận thiết bị theo trình tự để đảm bảo lắp ráp được kín. Với mỗi ống chịu\r\ntải, cân riêng, phải có khối lượng không quá 100 g. Sau mỗi lần cân đặt lại ống\r\ntheo trình tự, để chuyển các khí theo cùng hướng.

− Van\r\n(V1).

− Van\r\nkim bằng thép (V2).

− Ống nối dẻo, bằng cao su chịu được clo.

Hình 1 – Sơ đồ lấy mẫu bằng vòi cấp\r\nhoặc ống xả của xi-téc xe hàng

CHÚ\r\nTHÍCH: Mối nối tiếp đất được phủ mỡ bôi trơn (4.6)

Hình 2 – Sơ đồ thiết bị để xác định nước trong clo

6. Cách\r\ntiến hành

CÁC BIỆN\r\nPHÁP AN TOÀN: Người làm việc với clo phải được hướng dẫn về sự nguy hại của sản\r\nphẩm và các biện pháp an toàn phải được xem xét.

Clo là\r\nchất khí dễ gây bỏng trên da, kích ứng và gây khó thở. Nồng độ clo trong không\r\nkhí không được vượt quá 1 ppm (theo thể tích) hoặc 3 mg/m³.

Vì những\r\nlý do này đề nghị phải mặc quần áo bảo hộ và đeo kính, nơi làm việc phải thông\r\nthoáng, chú ý rằng khí clo nặng hơn không khí nên sẽ tập trung ở những vùng\r\nthấp.

Trong trường\r\nhợp khí bị rò rỉ đáng kể, chỉ người đeo mặt nạ thích hợp mới được ở lại trong\r\nvùng ô nhiễm. Khoanh vùng rò rỉ bằng giẻ tẩm amoniac.

Người bị\r\nnhiễm độc do hít phải khí phải được đưa ra khỏi vùng ô nhiễm càng nhanh càng\r\ntốt, tránh vận động tất cả các cơ, trong khi đợi sự có mặt của bác sỹ, đặt người\r\nbị nhiễm độc nơi yên tĩnh, tránh nhiễm lạnh và sơ cứu nếu cần. Nếu ngừng thở,\r\nphải hô hấp nhân tạo ngay lập tức.

6.1. Phần\r\nmẫu thử

Quy trình\r\ntốt nhất bao gồm việc nối thiết bị, chứa chất hấp thụ, đã cân sẵn để xác định\r\ntrực tiếp với điểm lấy mẫu ngược dòng trong đường ống clo lỏng (xem Hình 1).\r\nPhần mẫu thử được lấy trong khi đổ đầy hoặc làm trống xi téc xe hàng là mẫu đại\r\ndiện rất tốt.

Nếu cách\r\nvận hành này không khả thi và nếu có sẵn các chai nhỏ bằng thép không gỉ, sạch\r\nvà khô, các mẫu thử nghiệm có thể được lấy vào các chai này với điều kiện phép\r\nxác định phải được tiến hành ngay lập tức, và sau đó các chai được làm trống và\r\nlàm sạch bên trong thật cẩn thận, bằng cách xả dòng khí nitơ nóng, khô, để sẵn\r\nsàng cho lần lấy mẫu tiếp theo.

6.2. Vận\r\nhành sơ bộ

Trước khi\r\nđổ đầy các ống chữ U (T1, T2 và T3) với chất hấp thụ (4.1), dùng nước làm sạch\r\ncác ống và sau đó tráng bằng aceton (4.5), và sấy khô ống. Sau khi đổ đầy, phủ\r\nlên các vòi một ít mỡ bôi trơn (3.6) và đặt các ống hấp thụ vào trong thiết bị.

Khi chất\r\nhấp thụ được sử dụng lần đầu, chuẩn bị các ống bằng cách đưa khí clo vào với\r\ntốc độ 25 L/h trong khoảng 2 h, để phản ứng giữa clo và tạp chất trong thuốc\r\nthử xảy ra. Nếu không vận hành sơ bộ, kết quả lần đầu sẽ vượt quá giá trị đúng.

Sau đó mở\r\nkhóa R1 và R2 để thiết bị tiếp xúc với không khí khô hoặc nitơ khô (4.2), và\r\nđóng van dẫn clo V1 và V2. Xả các ống hấp thụ khoảng 10 min tại tốc độ không\r\nkhí 25 L/h hoặc nitơ tại nhiệt độ 80 °C để loại bỏ bất kỳ tạp chất dễ bay hơi\r\nnào khác trừ nước còn lại trong ống hấp thụ. Chuyển bồn cách thủy và tiếp tục\r\nxả khoảng hơn 10 min với cùng loại khí tại nhiệt độ phòng, sau đó đóng R1 và\r\nR2, tháo các ống hấp thụ T1 và T2, xoa nhẹ chúng bằng vải tẩm aceton để phân\r\ntán bất kỳ tích điện nào. Sau 2 min đến 3 min cân từng ống riêng biệt chính xác\r\nđến 0,1 mg.

Đổ 2 L\r\ndung dịch natri hydroxit (4.3) vào trong chai A, cân toàn bộ chính xác đến 0,5\r\ng và lắp các phần của thiết bị lại với nhau.

6.3. Phép\r\nxác định

Mở lần\r\nlượt các van V1 và V2, và mở vòi R1 để cho clo đã lọc và khí hóa chảy theo\r\nhướng vào van P. Sau 10 min mở khóa R2 để cho clo thấm vào các chất hấp thụ,\r\nvới tốc độ chảy 25 L/h, được xác định bằng sự chênh lệch mức n của carbon\r\ntetraclorua trong hai nhánh của áp kế chênh lệch M của lưu lượng kế D hoặc bằng\r\nđộ cao của quả bóng trong lưu lượng kế chỉ thị nổi. Lưu lượng này thu được bằng\r\ncách điều chỉnh độ mở của các van và chiều cao h của carbon tetraclorua trong\r\nvan P.

Theo cách\r\nnày, cho phép khoảng 100 L clo đi qua các chất hấp thụ. Khối lượng chính xác\r\nđược xác định bằng cách cân bình hấp thụ A trước và sau khi xác định.

Trong\r\nsuốt khoảng thời gian xác định (khoảng 4 h) đảm bảo rằng clo được hấp thụ toàn\r\nbộ. Nếu điều kiện này được thỏa mãn, dung dịch tinh bột i-ốt (4.4) trong bình\r\nsục khí (C) không biến thành màu xanh đậm.

Khi lượng\r\nclo sử dụng được coi là đủ, đóng van V1, đợi cho đến khi lưu lượng đo được của\r\nclo trong M ngừng, đóng van V2 và sau đó điều chỉnh khóa R1 để cho thiết bị\r\ntiếp xúc với không khí khô hoặc nitơ khô (4.2).

Xả các\r\nống hấp thụ trong khoảng 10 min tại tốc độ không khí 25 L/h hoặc nitơ tại nhiệt\r\nđộ 80 °C để loại bỏ bất kỳ tạp chất dễ bay hơi nào khác trừ nước còn lại trong\r\nống hấp thụ. Chuyển bồn cách thủy và tiếp tục xả khoảng hơn 10 min với cùng\r\nloại khí tại nhiệt độ phòng, sau đó đóng khóa R1 và R2, tháo các ống hấp thụ T1\r\nvà T2, xoa nhẹ chúng với vải tẩm aceton để phân tán bất kỳ tích điện nào. Sau 2\r\nmin đến 3 min cân từng ống riêng biệt chính xác đến 0,1 mg.

Thông\r\nthường nước được hấp thụ hoàn toàn trong ống T1. Nếu thấy khối lượng ống T2\r\ntăng lên nhiều hơn 20 % lượng được hấp thụ trong T1, thì nên tiến hành xác định\r\nsau khi nạp T1 và ổn định lại ống như được đưa ra trong đoạn 2 của 6.2.

Sự có mặt\r\nống T3 được xác định sẽ khả thi hơn trong cách này , thời điểm khi các chất của\r\nT2 phải được làm mới lại sẽ làm chai an toàn hơn.

7. Biểu\r\nthị kết quả

Hàm lượng nước, tính bằng gam trên kilogam, theo\r\ncông thức:

trong đó

m₁ là khối lượng của nước cân được (chênh lệch\r\ngiữa các khối lượng chất hấp thụ T1 + T2, trước và sau khi đi qua clo), tính\r\nbằng gam;

m_o là khối lượng của phần mẫu thử (chênh lệch về\r\nkhối lượng của chai A trước và sau khi xác định), tính bằng gam.

Biểu thị\r\nkết quả đến hai chữ số thập phân.

8. Báo\r\ncáo thử nghiệm

Báo cáo\r\nthử nghiệm phải bao gồm các thông tin cụ thể sau:

a) Viện\r\ndẫn tiêu chuẩn này;

b) Biểu\r\nthị kết quả và phương pháp tính toán sử dụng;

c) Bất kỳ\r\nđặc điểm bất thường nào trong quá trình xác định;

d) Thao tác bất kỳ không bao gồm trong tiêu chuẩn\r\nnày hoặc lựa chọn tùy ý.

PHỤ LỤC A

(Quy định)

PHƯƠNG\r\nPHÁP KIỂM TRA MỨC ĐỘ HYDRAT HÓA CỦA MAGIE PERCLORAT SỬ DỤNG LÀM CHẤT LÀM KHÔ\r\nTRONG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC CỦA CLO

A.1. Nguyên\r\ntắc

Đo sự\r\ntăng của nhiệt độ dẫn đến hòa tan magie perclorat trong nước. Xác định hàm\r\nlượng nước tương ứng, sử dụng sơ đồ đính kèm (xem Hình A.1)

A.2. Thiết\r\nbị, dụng cụ

A.2.1. Bình\r\nDewar phủ bạc, dung tích 300 mL, có đường kính trong khoảng 60 mm, chiều cao 100\r\nmm.

A.2.2. Nhiệt\r\nkế, có dải đo từ 0 °C đến 100 °C, vạch chia 1 °C.

A.2.3. Nút\r\nlie parafin, khoét một lỗ cho nhiệt kế và làm nút đậy của bình Dewar (A.2.1).

A.2.4. Ống\r\ntrụ bằng giấy lọc, đường kính 40 mm và chiều cao 75 mm, đầu trên mở, được làm từ tấm\r\ngiấy lọc hình chữ nhật kích thước 100 mm x 150 mm, cuộn trong khuôn phù hợp và\r\nquay hướng xuống dưới để tạo thành đáy, dùng giấy dính để tạo thành hình.

A.2.5. Ống\r\nđong, dung tích 100 mL.

A.3. Cách\r\ntiến hành

A.3.1. Phần\r\nmẫu thử

Tại thời\r\nđiểm sử dụng, cân 20 g magie perclorat trong ống trụ bằng giấy lọc (A.2.4),\r\nchính xác đến 0,1 g, và đóng ống trụ này bằng cách gấp giấy lại.

A.3.2. Phép\r\nxác định

Rót 75 mL\r\nnước cất vào bình Dewar (A.2.1). Đậy bình bằng nút lie parafin (A.2.3) có lắp\r\nnhiệt kế (A.2.2) và đọc nhiệt độ của nước khi đạt đến trạng thái cân bằng.

Cho ống\r\ntrụ bằng giấy lọc (A.2.4) có chứa phần mẫu thử (A.3.1) vào trong bình Dewar\r\n(A.2. 1) và thay nút lie. Lắc bình bằng cách xoay tròn nhẹ để hòa tan hoàn toàn\r\nsản phẩm và đọc nhiệt độ khi đạt đến trạng thái cân bằng (tức là sau 20 s đến\r\n25 s).

A.4. Biểu\r\nthị kết quả

Xác định hàm\r\nlượng nước của sản phẩm từ sơ đồ trong Hình A.1, tính bằng phần trăm khối\r\nlượng, tương ứng với sự gia tăng về nhiệt độ quan sát được tại thời điểm hòa\r\ntan.

Hình A.1 – Đường chuẩn hàm lượng nước của magie perclorat là hàm\r\nsố của sự gia tăng nhiệt độ do hòa tan