TIÊU\r\nCHUẨN QUỐC GIA

TCVN\r\n7207-2 : 2002

ISO 10136 -2 : 1993

THỦY TINH VÀ DỤNG CỤ BẰNG THỦY TINH -\r\nPHÂN TÍCH DUNG DỊCH CHIẾT - PHẦN 2: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NATRI OXIT VÀ KALI OXIT\r\nBẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ NGỌN LỬA

Glass\r\nand glassware - Analysis of extract solutions - Part 2: Determination of sodium\r\noxide and potassium oxide by flame spectrometric methods

Lời nói đầu

TCVN 7207-2 : 2002\r\nhoàn toàn tương đương với 10136-2 : 1993.

TCVN 7207-2 : 2002 do Ban kỹ\r\nthuật Tiêu chuẩn TCVN/TC 48 Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh biên soạn,\r\nTổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.

Tiêu chuẩn này được chuyển\r\nđổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo\r\nquy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm\r\na 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 2: XÁC ĐỊNH\r\nHÀM LƯỢNG NATRI OXIT VÀ KALI OXIT BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ NGỌN LỬA

Glass\r\nand glassware - Analysis of extract solutions - Part 2: Determination of sodium\r\noxide and potassium oxide by flame spectrometric methods

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui\r\nđịnh phương pháp quang phổ ngọn lửa, hoặc sử dụng phương pháp phát xạ nguyên tử\r\n(như trong kỹ thuật quang phổ ngọn lửa dùng kính lọc) hoặc quang phổ hấp thụ\r\nnguyên tử để xác định hàm lượng natri và kali, được biểu thị dưới dạng natri\r\noxit (Na₂O) và kali oxit (K₂O), giải phóng ra\r\ndung dịch 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.

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\r\nvà phương pháp thử.

ISO 6955 :1982, 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).

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 oxit có nồng độ\r\ncao đã biết.

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

3.6. Dãy các dung dịch\r\nhiệu chuẩn; dung dịch chuẩn so sánh (set of calibration solutions; set of\r\nreference 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 nguyên tử ngọn lửa (FAAS) (flame atomic absorption spectrometry):\r\nKỹ thuật xác định hàm lượng các nguyên tố hóa học trên cơ sở đo sự hấp thụ của tia\r\nđiện từ đặc trưng của pha khí trong ngọn lửa.

3.8. Quang phổ phát\r\nxạ ngọn lửa (FES) (flame\r\nemission spectrometry): Phương pháp xác định các nguyên tố hóa học trên cơ sở\r\nđo cường độ tia điện từ đặc trưng phát ra trong ngọn lửa bởi các nguyên tử hoặc\r\nphân tử. (ISO 6955 : 1982).

3.9. Quang phổ phát\r\nxạ ngọn lửa dùng kính lọc FES (filter flame spectrometry): Phương pháp\r\ntương đương quang phổ phát xạ ngọn lửa (FES) (3.8) có sử dụng các kính lọc để chọn\r\ncác vạch cần phát hiện.

3.10. Dung dịch đệm\r\nhóa quang phổ (spectrochemical\r\nbuffer solution): Dung\r\ndịch của một hoặc nhiều chất được thêm vào dung dịch mẫu đo và vào các dung dịch\r\nchuẩn so sánh để giảm nhiễu trong quá trình đo quang phổ ngọn lửa.

3.11. Khoảng làm việc\r\ntối ưu (optimum\r\nworking range)

Khoảng nồng độ của một\r\nchất phân tích qua đó mối liên quan giữa độ hấp thụ (hoặc sự phát xạ) và nồng độ\r\nđược biểu thị bằng một đường thẳng tuyến tính.

4. Nguyên tắc

Phun dịch chiết cần\r\nphân tích vào ngọn lửa của đầu đốt của máy đo quang phổ hấp thụ hoặc máy đo\r\nquang phổ phát xạ, nếu cần có thể thêm một lượng dung dịch đệm hóa quang phổ,\r\nhoặc không thêm dung dịch đệm này vào ngọn lửa khi sử dụng máy đo quang phổ\r\nngọn lửa có kính lọc. Đối với FES và FAAS, để xác định natri và kali, dùng các\r\nvạch phổ của chúng ở các bước sóng 589,0 nm và 766,5 nm, sử dụng dãy dung dịch\r\nchuẩn so sánh. Đối với máy đo quang phổ ngọn lửa có kính lọc, dùng các kính lọc\r\nđặc biệt để xác định natri và kali.

5. Thuốc thử

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

Nếu chỉ qui định axit\r\nvà amoni hydroxit theo tên và công thức hóa học, có nghĩa là loại thuốc thử có\r\nnồng độ đậm đặc. Nồng độ của dung dịch axit hoặc amoni hydroxit 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\r\nnồng độ 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 clohydric (HCl), r = 1,19 g/ml.

5.1.1. Axit clohydric, pha loãng 1+1

5.1.2. Axit clohydric, pha loãng 1 +12

5.2. Caesium clorua (CsCl).

5.3. Dung dịch đệm\r\nhóa quang phổ,\r\ndung dịch caesium clorua

Hòa tan 40 g caesium\r\nclorua (5.2) trong nước, thêm 100 ml dung dịch HCl (5.1) và chuyển tất cả vào\r\nbình định mức 1000 ml (6.4). Thêm nước đến vạch dấu và lắc đều. Bảo quản dung dịch\r\nđệm hóa quang phổ trong bình thủy tinh borosilicat đã được xử lý trước (6.3).

5.4. Natri clorua (NaCl)

Sấy NaCl ở nhiệt độ\r\n110 ⁰C trong khoảng thời\r\ngian ít nhất là 1 giờ, để nguội và bảo quản trong bình hút ẩm.

5.5. Kali clorua (KCl)

Sấy KCl ở nhiệt độ\r\n110 ⁰C trong khoảng thời\r\ngian ít nhất là 1 giờ, để nguội và bảo quản trong bình hút ẩm.

5.6 Natri oxit (Na₂O), dung dịch gốc

Dùng dung dịch chuẩn\r\ncó sẵn ngoài thị trường hoặc chuẩn bị dung dịch chuẩn như sau:

Hòa tan trong nước\r\n1,885 8 g NaCl (5.4) trong bình định mức dung tích 1000 ml (6.4), thêm nước đến\r\nvạch dấu rồi lắc đều. Bảo quản dung dịch này trong bình thủy tinh borosilicat\r\nđã xử lý trước (6.3).

1 ml dung dịch gốc\r\nnày chứa 1 mg Na₂O.

5.7. Kali oxit (K₂O), dung dịch gốc

Dùng dung dịch chuẩn\r\ncó sẵn ngoài thị trường hoặc chuẩn bị như sau:

Hòa tan trong nước\r\n1,583 0 g KCl (5.5) trong bình định mức dung tích 1000 ml (6.4), thêm nước đến\r\nvạch dấu rồi lắc đều. Bảo quản dung dịch này trong bình thủy tinh borosilicat\r\nđã xử lý trước (6.3).

1 ml dung dịch gốc\r\nnày chứa 1 mg K₂O.

5.8. Natri oxit, và kali oxit, dung dịch chuẩn.

Các phép đo sơ bộ\r\ndung dịch chiết sẽ cho thấy khoảng nồng độ nào của cả hai oxit được trông đợi. Tùy\r\ntheo công việc phân tích, việc chuẩn bị các dung dịch chuẩn bằng cách pha loãng\r\ncác thể tích thích hợp của các dung dịch gốc (5.6 và 5.7) để được các nồng độ\r\n100 mg/ml Na₂O và 100 mg/ml K₂O, hoặc vì K₂O thường chỉ được\r\ngiải phóng với một lượng rất nhỏ nên thường chỉ thu được 100 mg Na₂O và 10 mg K₂O trên một mililit.

Bảo quản các dung dịch\r\nchuẩn này trong bình thủy tinh borosilicat đã được xử lý trước (6.3).

1 000 ml của mỗi dung\r\ndịch chuẩn chứa 5 ml HCl (5.1.1).

6. Thiết bị, dụng cụ

Tất cả các dụng cụ\r\nthí nghiệm bằng thủy tinh, trừ pipet và buret, đều phải được sản xuất bằng thủy\r\ntinh borosilicat, thích hợp nhất là loại 3.3 phù hợp với các yêu cầu qui định\r\ntrong ISO 3585: 1991.

Các dụng cụ thí\r\nnghiệm thông thường khác:

6.1. Máy đo quang phổ\r\nphát xạ nguyên tử ngọn lửa hoặc máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa, có trang bị các\r\nnguồn vạch cho natri và kali, có nguồn khí và đầu đốt dùng hỗn hợp không khí/\r\naxêtylen hoặc không khí/ propan hỗn hợp.

Hoặc máy đo quang\r\nphổ phát xạ ngọn lửa có kính lọc, có các kính lọc cho các vạch phổ natri và\r\nkali.

6.2. Cân, có giá trị độ chia\r\nđến 0,1 mg.

6.3. Chai thủy tinh\r\nborosilicat đã được xử lý trước, có dung tích thích hợp.

Trước khi chuyển các\r\ndung dịch thuốc thử vào các bình thủy tinh trên, mỗi bình mới phải được xử lý\r\ntrước theo cách sau đây. Đổ đầy dung dịch HCl (5.1.2) vào mỗi bình và đun trong\r\nnồi cách thủy gần như đến sôi trong 2 giờ. Sau đó rửa sạch các bình thủy tinh\r\nnày bằng nước, đổ đầy nước vào các bình thủy tinh và lại đun như trước nhưng chia\r\nlàm 2 lần, mỗi lần là 1 giờ, sau mỗi lần đều phải thay nước sạch khác.

6.4. Bình định mức, có dung tích thích\r\nhợp và có nút thủy tinh, phù hợp với các yêu cầu đối với bình định mức cấp A\r\nqui định trong TCVN 7153 : 2002 (ISO 1042 : 1998).

6.5. Pipet 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 7151\r\n: 2002 (ISO 648 : 1977).

6.6. Pipet chia độ, dung tích 10 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).

6.7. Buret, dung tích 10 ml và\r\nphù hợp với các yêu cầu đối với buret cấp A qui định trong TCVN 7149 - 2: 2002\r\n(ISO 385-2 : 1984).

6.8. Giấy lọc, loại không 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 được dùng để lọc nhôm hydroxit;

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

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

7. Lấy mẫu và mẫu

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

8. Cách tiến hành

8.1. Chuẩn bị dung dịch\r\nmẫu đo

Tùy theo thể tích của\r\ndung dịch chiết thu được, chọn các bình định mức thích hợp, khô và sạch (6.4).\r\nDùng pipet thích hợp (6.5 và 6.6) chuyển thể tích của dung dịch đệm hóa quang\r\nphổ (5.3) (tương đương với 5 % thể tích của bình định mức) vào bình định mức. Thêm\r\ndung dịch chiết đến vạch dấu, lắc đều, đun nóng nhẹ và để yên trong 2 phút. Làm\r\nnguội dưới vòi nước cho đến nhiệt độ phòng và phải lọc qua giấy lọc khô (6.8)\r\ntrong mọi trường hợp, đó là cách thích hợp để dung dịch không bị đục. Dung dịch\r\nđã được lọc chính là dung dịch mẫu đo.

Nếu dung dịch chiết\r\nbị đục, lắc mạnh cho đều. Ngay sau khi các phần tử lớn lắng xuống, thêm dung\r\ndịch chiết đến vạch dấu của bình định mức và tiếp tục làm như ở trên.

8.2. Chuẩn bị các\r\ndung dịch chuẩn so sánh natri và kali

Chuẩn bị các dung dịch\r\nchuẩn so sánh để xây dựng đồ thị hiệu chuẩn bằng cách đo các thể tích khác nhau\r\ncủa một dung dịch chuẩn thích hợp (5.8); dùng buret thích hợp (6.7) chuyển 5 ml\r\ndung dịch đệm hóa quang phổ (5.3) vào bình định mức 100 ml, thêm nước đến vạch\r\ndấu.

Dãy dung dịch chuẩn\r\nso sánh thường phải phủ các khoảng làm việc tối ưu của các nguyên tố đặc trưng tùy\r\ntheo thiết bị được sử dụng để đo. Các khoảng nồng độ đặc trưng của dung dịch\r\nchuẩn so sánh và các điều kiện sử dụng các thiết bị được nêu trong Bảng 1.

8.3. Chuẩn bị đồ thị\r\nhiệu chuẩn

Điều chỉnh thiết bị\r\n(6.1) đến điều kiện đo tối ưu, theo hướng dẫn vận hành, sử dụng các thông số được\r\nnêu trong Bảng 1.

Phun các dung dịch\r\nchuẩn so sánh (8.2) được lựa chọn phụ thuộc vào thành phần các dung dịch mẫu\r\nvào ngọn lửa của thiết bị theo trình tự nồng độ tăng dần và thu được một dãy các\r\nsố đọc độ hấp thụ hoặc phát xạ tương ứng với Na₂O và K₂O. Phun nước để rửa\r\nsạch buồng phun, sau đó làm lại quá trình phun để thu được năm số đọc đối với\r\nmỗi nồng độ của các dung dịch chuẩn so sánh. Từ giá trị trung bình của các số\r\nđọc, vẽ đồ thị của các nồng độ Na₂O và K₂O ứng với các số đọc của thiết bị.

8.4. Đo dung dịch mẫu\r\nđo

Phun dung dịch mẫu đo\r\nvào ngọn lửa của thiết bị và thu được các tín hiệu tương ứng của natri và /hoặc\r\nkali. Làm lại các quá trình phun để thu được năm số đọc của các chất cần phân\r\ntích (Na và K) dùng nước để rửa sạch buồng phun giữa những lần đo các nồng độ\r\nkhác nhau.

CHÚ THÍCH 1 Nên kiểm\r\nsoát sự ổn định của thiết bị bằng cách phun một trong số các dung dịch chuẩn so\r\nsánh đã sử dụng trước đó, tốt hơn là với một nồng độ kiềm tương tự.

9. Biểu thị kết quả

9.1. Tính giá trị trung\r\nbình đã thu được theo (8.4), đối với dung dịch mẫu đo. Đọc nồng độ của Na₂O và K₂O tương ứng đối với\r\nmỗi dung dịch đã đo từ các đồ thị hiệu chuẩn thích hợp (8.3). Nhân các kết quả\r\nnày với 1,05 và biểu thị các kết quả theo microgam của từng oxit trên mililit\r\ncủa dung dịch chiết.

9.2. Nếu bề mặt của các\r\nmảnh thủy tinh lớn được chiết, kết quả có thể liên quan đến bề mặt này. Trong\r\ntrường hợp đó, đo tổng diện tích bề mặt của mẫu thủy tinh, bề mặt ngoài mép,\r\nvới độ chính xác ±2 % và tính toán bề\r\nmặt liên quan đến sự thôi nhiễm, B, của oxit kiềm, tính bằng microgam\r\ntrên decimet vuông, theo công thức:

trong đó:

r_AO là giá trị trung bình\r\ncủa nồng độ oxit kiềm đo được, tính bằng microgam trên mililit;

V là tổng thể tích của\r\ndung dịch chiết tính bằng mililit;

CHÚ THÍCH 2 Tổng thể\r\ntích của dung dịch chiết này không bằng thể tích dung dịch mẫu đo.

A là tổng diện tích bề\r\nmặt của mẫu thủy tinh được chiết tính bằng decimet vuông.

Biểu thị kết quả theo\r\nmicrogam của từng oxit trên decimet vuông.

Bảng\r\n1 - Các điều kiện sử dụng thiết bị đo natri (Na) và kali (K)

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 pháp\r\nthử độ bền nước đã sử dụng (xem Phụ lục A) để tạo thành dung dịch chiết;

d) viện dẫn phương pháp\r\nđo đã sử dụng (phát xạ nguyên tử ngọn lửa hoặc quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn\r\nlửa, quang phổ phát xạ ngọn lửa dùng kính lọc);

e) công bố các dung\r\ndịch đục đã được đo;

f) các kết quả đo được,\r\nđược biểu thị theo microgam Na₂O và/hoặc K₂O trên mililit của dung\r\ndịch chiết;

g) những điểm bất thường\r\nđược ghi lại trong quá trình xác định.

Phụ lục A

(tham\r\nkhảo)

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] The chemical\r\ndurability of glass: the determination of sodium and potasium oxides in\r\ndurability extract solutions. (A report by Sub Committee A2 of the\r\nInternational Commission on Glass). Glass technology, Ber.\r\n(1978), vol. 51. No. 4, pp. 65-74.

[6] WELZ, B. Atomic\r\nabsorption spectrometry. Weinheim: Verlag Chemie, (1986).