Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 307:2004 về phân bón - Phương pháp xác định phốt pho hữu hiệu

TIÊU CHUẨN NGÀNH

10 TCN 307:2004

PHÂN BÓN

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỐT PHO HỮU HIỆU

Fertilizers - Method for determination of soluble phosphorus

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại phân bón có chứa phốt pho dạng khoáng và dạng hữu cơ (phân khoáng đơn, khoáng phức hợp, khoáng hỗn hợp, phân hữu cơ, hữu cơ vi sinh, hữu cơ sinh học, hữu cơ khoáng, than bùn).

2. Tiêu chuẩn trích dẫn, định nghĩa

2.1. "TCVN 1078-99 Phân lân nung chảy"

2.2. "TCVN 5815-201 Phân hỗn hợp NPK - phương pháp thử "

2.3. "TCN301-97 Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu"

2.4. Trong nông nghiệp, "Phốt pho hữu hiệu" là một chỉ tiêu biểu thị mức độ hoà tan của hợp chất phốt pho với một dung môi quy ước (được nhiều nước sử dụng) như dung dịch axit citric 2%, dung dịch amoncitrat pH=7, dung dịch axit sunfuric 0,1N.

Tiêu chuẩn này quy định sử dụng dung môi là dung dịch axit citric 2% để xác định phốt pho hữu hiệu, áp dụng cho tất cả các loại phân bón có phốt pho.

3. Quy định chung

3.1. Hoá chất: Hoá chất sử dụng để pha các chất chuẩn đạt loại tinh khiết hoá học (TKHH), hoá chất sử dụng để phân tích đạt loại tinh khiết phân tích (TKPT)

3.2. Nước: Nước dùng để phân tích phải phù hợp với TCVN 4852-98 (có độ dẫn điện nhỏ hơn 2 mS/cm, pH 5,6 đến 6,8).

3.3. Lấy mẫu trung bình, xử lý mẫu phân tích

3.3.1.    Lấy mẫu trung bình (theo 10 TCN 301-97)

- Lấy mẫu trung bình theo phương pháp đường chéo góc, trộn đều và loại bỏ dần cho đến khi còn khoảng 500g.

- Chia mẫu trung bình thành hai phần bằng nhau, cho vào hai túi PE buộc kín, ghi mã số phân tích ngày tháng tên mẫu (và các thông tin cần thiết), một phần làm mẫu lưu, một phần làm mẫu phân tích.

3.3.2. Xử lý mẫu phân tích

3.3.2.1. Nghiền mịn mẫu rồi qua rây 2mm, trộn đều làm mẫu phân tích

3.3.2.2. Các mẫu có ẩm độ cao có thể cân một lượng mẫu xác định, sấy khô ở nhiệt độ 70^oC, xác định độ ẩm (theo 10 TCN 302-97), nghiền mịn mẫu khô qua rây 2mm làm mẫu phân tích. Lưu ý khi tính kết quả phải nhân với hệ số chuyển đổi từ khối lượng mẫu khô sang khối lượng mẫu thực tế ban đầu.

3.3.2.3. Các mẫu không thể xử lý theo mục 3.3.2.1, 3.3.2.2 có thể lấy một lượng mẫu khoảng 20gam, nghiền thật mịn làm mẫu phân tích.

4. Phương pháp xác định

4.1. Nguyên tắc

Hoà tan (chiết) các hợp chất phốt pho "hữu hiệu" trong mẫu bằng dung dịch axit citric 2%, xác định hàm lượng phốt pho trong dung dịch chiết bằng phương pháp trắc quang (sau khi đã phân huỷ gốc citrat). Đo màu vàng của phức chất tạo thành giữa phốt pho và vanadomolypdat, hoặc đo mầu xanh molipden do phản ứng cuả phốt pho với molypdat tạo thành phức đa dị vòng có mầu xanh khi bị khử. Từ đó suy ra hàm lượng phốt pho "hữu hiệu" trong mẫu.

Gốc citrat cản trở quá trình lên mầu phốt pho, bởi vậy bắt buộc phải phân huỷ gốc citrat trong dung dịch mẫu trước khi đo nồng độ phốt pho.

Phương pháp đo mầu vàng vanadomolypdat thích hợp cho các dung dịch mẫu có nồng độ phốt pho cao, còn phương pháp đo mầu xanh molypden thích hợp cho các dung dịch mẫu có nồng độ phốt pho thấp.

4.2. Phương tiện thử

4.2.1. Máy móc thiết bị

- Máy trắc quang (spectrophotometer) giải sóng 400nm đến 800nm

- Máy lắc

- Tủ sấy 200^oC ± 1^oC

- Cân phân tích độ chính xác 0,0002g

- pH meter

- Rây 2mm

- Bếp cách thuỷ hoặc cách cát cát điều khiển được nhiệt độ

- Phễu loc Æ 8mm, giấy lọc mịn

- Bình tam giác 500ml

- Cốc chịu nhiệt dung tích 250ml và bếp phân huỷ tương thích, điều khiển được nhiệt độ

- Buret 50ml, độ chính xác 0,1ml

- Bình định mức dung tích 50ml, 100ml, 1000ml

- Các dụng cụ khác trong phòng thí nghiệm

4.2.2. Thuốc thử

- Dung dịch axit citric 2% (dung dịch chiết)

Cân 20g axit citric tinh thể vào cốc dung tích 1 lit, thêm 400ml nước, khuấy tan, chuyển vào bình định mức 1000ml, thêm nước đến vạch định mức. Chuẩn bị dung dịch trước khi dùng

- Dung dịch tiêu chuẩn phốt pho nồng độ 100 mgP/ lít (100ppmP)

Cân 0,4390g kalidihydrophotphat TKHH (KH₂PO₄) đã sấy khô hai giờ ở 105⁰C để nguội trong bình hút ẩm vào cốc dung tích 1000ml, thêm 500ml nước, khuấy tan, thêm 25ml H₂SO₄ 4N, chuyển dung dịch vào bình định mức 1000ml, thêm nước đến vạch định mức, lắc đều. Dung dịch có nồng độ phốt pho 100 mg P/ lít (100ppmP). Bảo quản kín ở 20^oC.

- Hỗn hợp tạo mầu vàng vanadomolypdat

* Cân 25g amonimolypdat(NH₄)₆Mo₇O₂₄.4H₂O vào cốc 500ml, thêm 300ml nước nóng 60^oC, khuấy tan, để nguội, chuyển vào bình định mức 500ml, thêm nước đến vạch định mức (gọi là dung dịch 1).

* Cân 1,25g amonivanadat (NH₄VO₃) vào cốc 500ml, thêm 300ml axit nitric 1N, khuấy tan, chuyển vào bình định mức 500ml, thêm axit nitric 1N đến vạch định mức (gọi là dung dịch 2).

* Trộn 2 dung dịch trên với thể tích bằng nhau (1:1) được hỗn hợp tạo mầu vàng vanadomolypdat, trộn trước khi sử dụng.

- Hỗn hợp khử tạo màu xanh sử dụng cho phương pháp đo mầu xanh molipden (xem phụ lục).

- Chỉ thị mầu a dinitrophenol 0,1%

- Dung dịch gluco 10%

- Dung dịch KMnO₄ 5%

- Axit sunfuric d=1,84 (H₂SO₄)

- Axit nitric d=1,4 (HNO₃)

- Dung dịch HNO₃ 2N

Lấy 135ml HNO₃ d=1,4 vào cốc dung tích 1000ml đã có sẵn 500ml nước, khuấy đều, chuyển vào bình định mức 1000ml, thêm nước đến vạch định mức. Bảo quản kín.

- Axit clohydrric d=1,18 (HCl)

- Sodium hydroxyt (NaOH)

- Nước cất, độ dẫn điện nhỏ hơn 2mS/cm, pH 5,6 -6,8

4.3. Chuẩn bị thử

Kiểm tra thiết bị trắc quang

Các thiết bị trắc quang có giải sóng từ 400nm đến 800nm, độ phân giải bước sóng nhỏ hơn 8nm, trong khoảng đo mật độ quang và nồng độ phốt pho tương quan biểu diễn bằng phương trình y=ax đều có thể sử dụng để phân tích phốt pho.

4.4. Tiến hành thử

4.4.1. Chiết mẫu

- Cân 2g ± 0,001g mẫu đã được chuẩn bị theo điều 3.3 cho vào bình tam giác 500ml

- Thêm 200ml dung dịch chiết axit citric 2%

- Lắc 60 phút (yêu cầu dung dịch chiết và mẫu phải thấm đều)

- Lọc dung dịch qua phễu khô giấy lọc mịn vào bình tam giác 250ml, lắc đều - thu được dung dịch A

- Chuẩn bị đồng thời 2 mẫu trắng không có mẫu thử, tiến hành đồng nhất điều kiện như mẫu thử.

4.4.2. Oxy hoá (phân huỷ) gốc citrat trong dung dịch A

Sử dụng một trong hai cách để oxy hoá gốc citrat trong dung dịch A

4.4.2.1. Cách thứ nhất: Oxy hoá gốc citrat trong dung dịch A bằng axit HNO₃ và H₂SO₄

- Lấy chính xác 20ml dung dịch A cho vào cốc chịu nhiệt 250ml

- Thêm 2ml H₂SO₄ 1:1 (V/V)

- Đun sôi nhẹ trên bếp cách cát khoảng 30 phút

- Thêm 10 ml HNO₃ đậm đặc

- Đun sôi nhẹ trên bếp cách cát đến gần cạn (không được để cạn khô), có khói SO₂ bay ra, dung dịch mất mầu nâu . Để nguội

- Thêm 10ml nước cất đun sôi 5 phút

- Chuyển sang bình định mức 50ml, thêm nước đến vạch định mức, lắc đều. Gọi đây là dung dịch B để xác định phốt pho

Chú ý: Dung dịch sau khi oxy hoá phải không còn mầu vàng mới áp dụng phương pháp trắc quang đo mầu vàng vanadomolypdat, nếu còn mầu vàng phải chuyển sang đo mầu xanh molipden

4.4.2.2.Cách thứ hai: Oxy hoá gốc citrat trong dung dịch A bằng permanganatkali (KMnO₄) dư trong môi trường axit, sau đó khử mangan bằng dung dịch gluco

- Lấy chính xác 20ml dung dịch A cho vào cốc chịu nhiệt 250ml

- Thêm 1 đến 2ml H₂SO₄ 1:1 (V/V)

- Thêm khoảng 5ml dung dịch KMnO₄ 5%

- Đun sôi nhẹ trên bếp cách cát khoảng 15 phút, dung dịch chuyển sang có kết tủa mầu nâu bền (biểu thị đã dư KMnO₄). Nếu dung dịch chưa có kết tủa mầu nâu bền, phải tiếp tục cho thêm từng giọt dung dịch KMnO₄ tới xuất hiện kết tủa mầu nâu bền.

- Thêm khoảng 5ml dung dịch gluco 10%. Giảm bớt nhiệt độ bếp

- Đun sôi nhẹ khoảng 5 phút tới mất kết tủa mầu nâu. Nếu còn kết tủa mầu nâu phải cho thêm gluco 10% tới mất kết tủa mầu nâu, dung dịch trong suốt

- Chuyển sang bình định mức 50ml, thêm nước đến vạch định mức, lắc đều. Gọi đây là dung dịch B để xác định phốt pho

4.4.3. Phương pháp trắc quang xác định phot pho tổng số - phương pháp đo "mầu vàng vanadomolypdat".

Áp dụng cho các mẫu có hàm lượng phốt pho cao, dung dịch A sau phân huỷ không có mầu vàng.

4.4.3.1. Lập thang chuẩn và vẽ đồ thị đường chuẩn phốt pho trong khoảng nồng độ từ 0mgP/lít đến 20mgP/lít (0ppmP đến 20ppmP).

- Pha loãng dung dịch phốt pho gốc nồng độ 100mgP/lít thành dung dịch con nồng độ 50mgP/lít (50ppmP), đủ dùng trong ngày.

- Sử dụng 8 bình định mức loại 50ml.

- Cho vào mỗi bình theo thứ tự số ml dung dịch tiêu chuẩn phốt pho 50ppm P theo bảng 1.

- Thêm nước và 2 giọt chỉ thị a dinitrophenol, trung hoà axit dư bằng từng giọt NH₄OH 10% đến khi dung dịch chuyển mầu vàng, sau đó axit hoá bằng vài giọt HCl 10% cho hết mầu vàng (hoặc sử dụng chỉ thị giấy congô đỏ).      

- Thêm 10ml dung dịch HNO₃ 2N vào mỗi bình, thêm nước cất đến khoảng 40ml

- Thêm 5ml dung dịch vanadomolypdat và thêm nước cất đến vạch định mức 50ml, lắc trộn đều. Để yên 20 phút cho ổn định mầu.

- Đo mật độ quang tại bước sóng 420nm (hoặc 430 nm).

- Lập đường chuẩn (hoặc phương trình) biểu diễn tương quan giữa mật độ quang và nồng độ dung dịch phốt pho tiêu chuẩn.

Bảng 1

4.4.3.2. Đo dung dịch mẫu (trong dung dịch B)

- Lấy chính xác một lượng dung dịch B có khoảng 0,2mgP đến 1mgP cho vào bình định mức 50ml (lượng hút tuỳ theo hàm lượng phốt pho trong dung dịch mẫu)

- Thêm nước và 2 giọt chỉ thị a dinitrophenol, trung hoà axit dư bằng từng giọt NH₄OH10% đến khi dung dịch chuyển mầu vàng, sau đó axit hoá bằng vài giọt HCl 10% cho hết mầu vàng (hoặc sử dụng chỉ thị giấy congô đỏ).

- Thêm 10ml dung dịch HNO₃ 2N vào mỗi bình, thêm nước cất đến 40ml.

- Thêm 5ml dung dịch vanadomolypdat và thêm nước cất đến vạch định mức 50ml, lắc trộn đều. Để yên 20 phút cho ổn định mầu.

- Đo mật độ quang tại bước sóng 420nm (hoặc 430 nm)

- Căn cứ vào mật độ quang và đồ thị đường chuẩn xác định được nồng độ phốt pho trong dung dịch đo, từ đó suy ra hàm lượng phốt pho trong mẫu.

Chú ý:

 * Với mẫu có hàm lượng phốt pho hữu hiệu từ 1%P đến 5%P, lấy 20ml dung dịch A để oxy hoá gốc citrat, thì nồng độ phốt pho trong dung dịch B sẽ trong khoảng từ 40ppmP đến 200ppmP, lượng hút dung dịch B là 5ml đem lên mầu sẽ phù hợp với thang chuẩn

 * Mẫu có hàm lượng phốt pho hữu hiệu cao phải pha loãng để lấy lượng dung dịch phù hợp, pha loãng phải thận trọng để tránh sai số, cần pha loãng trong bình định mức, lượng dịch lấy để pha loãng không ít hơn 5ml.

Trong đó:

a- Nồng độ phốt pho tìm được trên đường chuẩn mgP/lit (ppmP)

m - Khối lượng mẫu cân đem chiết gam (2 gam)

V- Thể tích dung dịch chiết ml (200 ml dung dịch A)

V₁- Thể tích dung dịch lấy để oxy hoá ml (20ml )

V₂- Thể tích dung dịch sau oxy hoá ml (50ml dung dịch B)

V₃- Thể tích dung dịch B lấy lên mầu ml (V₂ml)

V₄- Thể tích bình lên mầu ml (50 ml)

2,291 - Hệ số quy đổi từ P sang P₂O₅

4.5.2. Phân tích mẫu kiểm định chất lượng phân bón phải tiến hành lặp lại ít nhất hai mẫu song song, nếu kết quả sai lệch lớn hơn 5% so với trị số trung bình của phép đo phải kiểm tra lại.

PHỤ LỤC

PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG XÁC ĐỊNH PHOT PHO

PHƯƠNG PHÁP ĐO "MẦU XANH MOLIPDEN"

Phương pháp đo "mầu xanh molipden" áp dung cho mẫu có hàm lượng phốt pho hữu hiệu thấp , hoặc dung dịch sau phân huỷ có mầu vàng

1. Thuốc thử

Hỗn hợp khử và tạo mầu

1.1. Dung dịch 1. (amonmolypdat 1,25% trong H₂SO₄ 5 N)

- Cân 12,5g amonmolypdat (NH₄)₆ Mo₇ O₂₄.4H₂O vào cốc 1 lít, thêm 200ml nước nóng 60^oC, khuấy tan, để nguội ( gọi là dung dịch a), nếu đục phải lọc

- Lấy 140ml axit sunfuric (H₂SO₄ d=1,84) vào cốc đã có sẵn 500ml nước, khuấy đều (gọi là dung dịch b).

- Rót từ từ dung dịch b vào dung dịch a rồi thêm nước cho đủ 1 lít, lắc trộn đều, được dung dịch 1

1.2. Dung dịch 2. Kali antimoamtartrat 0,06% (W/V trong nước)

1.3. Dung dịch 3. Axit ascorbic 2% (W/V trong nước) pha dùng trong ngày

- Hỗn hợp ba dung dịch 1, 2, 3 theo tỷ lệ 2:1:1 (V/V/V) được hỗn hợp khử và tạo mầu - sử dụng trong ngày.

2. Tiến hành thử

2.1. Chiết mẫu và oxy hoá gốc citrat : Xem mục 4.4.1 và 4.4.2

2.2. Lập thang chuẩn và vẽ đồ thị đường chuẩn phốt pho trong khoảng nồng độ từ 0mgP/lít đến 1mgP/lit (0ppmP đến 1ppmP)

- Pha loãng dung dịch phốt pho gốc nồng độ 100ppmP thành dung dịch con nồng độ 10ppmP

- Sử dụng 6 bình định mức loại 50ml

- Cho vào mỗi bình theo thứ tự số ml dung dịch tiêu chuẩn 10ppm P theo bảng 2

Bảng 2

Thang chuẩn được lập trước khi tiến hành đo mẫu

- Thêm nước cất và 2 giọt chỉ thị a dinitrophenol, trung hoà axit dư bằng từng giọt NH₄OH10% cho đến khi dung dịch chuyển mầu vàng, sau đó axit hoá bằng vài giọt HCl 10% cho hết mầu vàng (hoặc sử dụng chỉ thị giấy congô đỏ).

- Thêm nước tới khoảng 30ml cho mỗi bình.

- Thêm 8ml hỗn hợp khử tạo mầu và thêm nước cất tới vạch mức. Lắc trộn đều. Để yên 20 phút.

- Đo mật độ quang tại bước sóng 720nm hoặc 820nm (ở 20^oC mầu bền 24 giờ).

- Lập đồ thị đường chuẩn (hoặc phương trình) biểu diễn tương quan giữa mật độ quang và nồng độ dung dịch phốt pho tiêu chuẩn.

2.3. Đo dung dịch mẫu

- Lấy chính xác một lượng dung dịch mẫu sau phân huỷ có khoảng 0,01mgP đến 0,05mgP (tuỳ theo hàm lượng phốt pho trong mẫu) cho vào bình định mức 50ml. Tiến hành giống như thang tiêu chuẩn

- Thêm nước và 2 giọt chỉ thị a dinitrophenol. Trung hoà axit dư bằng từng giọt NH₄OH 10% cho đến khi dung dịch chuyển mầu vàng, sau đó axit hoá bằng vài giọt HCl 10% cho hết mầu vàng (hoặc sử dụng giấy congô đỏ).

- Thêm nước tới khoảng 30ml cho mỗi bình.

- Thêm 8ml hỗn hợp khử tạo mầu (Hỗn hợp dung dịch 1,2,3) và thêm nước tới vạch. Lắc trộn đều. Để yên 20 phút.

- Đo mật độ quang tại bước sóng 720nm hoặc 820nm (ở 20^oC mầu bền 24 giờ).

- Căn cứ vào mật độ quang và đồ thị tiêu chuẩn xác định được nồng độ phốt pho trong dung dịch đo, từ đó suy ra hàm lượng phốt pho trong mẫu.

Chú ý:

* Với mẫu có hàm lượng phốt pho hữu hiệu lớn hơn 0,25%P, thì nồng độ phốt pho trong dung dịch A sẽ lớn hơn 0,025mgP/ml và nồng độ phốt pho trong dung dịch B sẽ lớn hơn 0,01mgP/ml, cần phải pha loãng dung dịch B rồi lấy lượng dịch phù hợp thang chuẩn, không nên lấy trực tiếp lượng dung dịch B nhỏ hơn 5ml.

* Pha loãng phải thận trọng để tránh sai số, cần pha loãng trong bình định mức, lượng dung dịch lấy để pha loãng không ít hơn 5ml.

3. Tính toán kết quả: Xem điều 4.5.