Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5914:1995 quy định phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa để xác định hàm lượng kẽm trong nhôm và hợp kim nhôm. Phương pháp này áp dụng cho sản phẩm có hàm lượng kẽm (Zn) từ 0,002 đến 6% (m/m).
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5914 - 1995 ISO 5194 - 1981 NHÔM VÀ HỢP KIM NHÔM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM – PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA Aluminium and aluminium alloys - Determination of zinc content - Flame atomic absorption spectrometric method Lời nói đầu TCVN 5914 - 1995 hoàn toàn tương đương với ISO 5194 - 1981 (E); TCVN 5914 - 1995 Ban Kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 79 - Kim loại mầu hợp kim kim loại mầu - biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng đề nghị Bộ Khoa học, Công nghệ Mơi trường ban hành NHƠM VÀ HỢP KIM NHƠM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA Aluminium and aluminium alloys Determination of zinc content Flame atomic absorption spectrometric method Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa để xác định hàm lượng kẽm nhôm hợp kim nhôm Phương pháp áp dụng cho sản phẩm có hàm lượng kẽm (Zn) từ 0,002 đến 6% (m/m) Nguyên lý Hòa tan phần mẫu thử axit clohydric hydrô peôxit Phun dung dịch vào lửa không khí axêtylen so sánh độ hấp thụ vạch kẽm cộng hưởng dung dịch thử (thông thường bước sóng 213,9 nm) với kẽm dung dịch chuẩn Hóa chất Trong q trình phân tích, dùng hóa chất có độ tinh khiết phân tích nước cất nước khử ion 3.1 Nhôm, tinh khiết cao (độ tinh khiết 99,99%) không chứa kẽm 3.2 Axit clohydric, d xấp xỉ 1,10 g/ml, dung dịch 20% (m/m) xấp xỉ mol/l Pha loãng 500 ml axit clohydric, d xấp xỉ 1,19 g/ml, dung dịch 38% (m/m) xấp xỉ 12 mol/l với 500 ml nước 3.3 Hydrô peôxit, dung dịch khoảng 30% (m/m) 3.4 Axit sunfuric, d xấp xỉ 1,48 g/ml, dung dịch 58% (m/m) xấp xỉ mol/l Trong lúc khuấy làm nguội cho 50 ml axit sunfuric, d xấp xỉ 1,84 g/ml, dung dịch 96% (m/m) xấp xỉ 18 mol/l vào 40 ml nước Làm nguội tiếp, pha lỗng đến vạch mức bình định mức 100 ml, lắc kỹ 3.5 Axit flohydric, d xấp xỉ 1,13 g/ml, dung dịch xấp xỉ 40% (m/m) 3.6 Axit nitric, d xấp xỉ 1,4 g/ml, dung dịch 68% (m/m) xấp xỉ 15 mol/l 3.7 Nhôm, dung dịch 20 g/l Cân xác đến 0,01 g lượng mẫu 20 g nhôm tinh khiết cao làm trước axit (3.1), cho vào cốc 1000 ml đậy nắp kính đồng hồ Cho 600 ml dung dịch axit clohydric (3.2) cần thêm giọt thủy ngân kim loại để tăng cường phân hủy Nếu cần, đun nóng từ từ để dễ hòa tan Sau nhỏ vài giọt dung dịch hydrơ peôxit (3.3) đun sôi vài phút để khử hydrô pxit dư Sau làm nguội, cho hết vào bình định mức 1000 ml, pha loãng đến vạch mức lắc kỹ 3.8 Nhôm dung dịch g/l Cho 50,0 ml dung dịch nhơm (3.7) vào bình định mức 500 ml, cho thêm 270 ml dung dịch axit clohydric (3.2) pha loãng đến vạch mức lắc kỹ 3.9 Kẽm, dung dịch chuẩn tương ứng 1g Zn lít Cân g kẽm (độ tinh khiết ≥ 99,99%) xác đến 0,001 g Cho vào cốc 400 ml đậy nắp kính đồng hồ Thêm 50 ml dung dịch axit clohydric (3.2) cần đun nóng từ từ, để hòa tan hồn tồn Sau làm nguội, cho hết vào bình định mức 1000 ml, pha loãng đến vạch mức lắc kỹ ml dung dịch chuẩn chứa mg kẽm 3.10 Kẽm, dung dịch chuẩn tương ứng 0,05 g Zn lít Cho 50,0 ml dung dịch kẽm chuẩn (3.9) vào bình định mức 1000 ml, pha lỗng đến vạch mức lắc kỹ ml dung dịch chuẩn chứa 0,05 mg kẽm 3.11 Kẽm, dung dịch chuẩn tương ứng 0,01 g Zn lít Cho 10,0 ml dung dịch kẽm chuẩn (3.9) vào bình định mức 1000 ml, pha loãng đến vạch mức lắc kỹ ml dung dịch chuẩn chứa 0,01 mg Zn Thiết bị Thiết bị phòng thí nghiệm loại thơng thường, 4.1 Buret, khắc vạch 0,05 ml 4.2 Quang phổ kế hấp thụ nguyên tử, có mỏ đốt khơng khí - axêtylen 4.3 Khí nén (máy nén khí phòng thí nghiệm bình khí nén) 4.4 Axêtylen, bình axêtylen 4.5 Đèn catốt rỗng-kẽm Lấy mẫu 5.1 Mẫu phòng thí nghiệm 5.2 Mẫu thử Dùng mảnh vụn có độ dày khơng q mm, nhận cách phay khoan Cách tiến hành 6.1 Phần mẫu thử Cân g mẫu thử (5.2) xác đến 0,001 g 6.2 Xây dựng đường chuẩn 6.2.1 Chuẩn bị dung dịch chuẩn 6.2.1.1 Hàm lượng kẽm từ 0,002 đến 0,03% (m/m) Dùng buret (4.1) cho vào dãy chín bình định mức 100 ml lượng dung dịch kẽm chuẩn (3.10) (3.11) ghi bảng Cho vào bình 50 ml dung dịch nhơm (3.7), pha lỗng đến vạch mức lắc kỹ Bảng Dung dịch kẽm chuẩn (3.11) Khối lượng kẽm dung dịch Hàm lượng kẽm ml mg % (m/m) 0 1,0 0,01 0,001 3,0 0,03 0,003 5,0 0,05 0,005 10,0 0,10 0,010 3,0 0,15 0,015 4,0 0,20 0,020 5,0 0,25 0,025 6,0 0,30 0,030 * Dung dịch kẽm chuẩn (3.10) ml * Thử mẫu trắng cho đường chuẩn hóa chất 6.2.1.2 Hàm lượng kẽm từ 0,02 đến 0,3% (m/m) Dùng buret (4.1) cho vào dãy chín bình định mức 100 ml lượng dung dịch kẽm chuẩn (3.10 3.11) ghi bảng Cho vào bình ml dung dịch nhơm (3.7), pha lỗng đến vạch mức lắc kỹ Bảng Dung dịch kẽm chuẩn (3.11) Khối lượng kẽm dung dịch Hàm lượng kẽm ml mg % (m/m) 0* 0 1,0 0,01 0,01 3,0 0,03 0,03 5,0 0,05 0,05 10,0 0,10 0,10 Dung dịch kẽm chuẩn (3.10) ml * 3,0 0,15 0,15 4,0 0,20 0,20 5,0 0,25 0,25 6,0 0,30 0,30 Thử mẫu trắng cho đường chuẩn hóa chất 6.2.1.3 Hàm lượng kẽm từ 0,2 đến 3% (m/m) Dùng buret (4.1) cho vào loạt chín bình định mức 100 ml lượng dung dịch kẽm chuẩn (3.10 3.11) ghi bảng Cho vào bình ml dung dịch nhơm (3.8), pha loãng đến vạch mức lắc kỹ Bảng Dung dịch kẽm chuẩn (3.11) Khối lượng kẽm dung dịch Hàm lượng kẽm ml mg % (m/m) 0* 0 1,0 0,01 0,10 3,0 0,03 0,30 5,0 0,05 0,50 10,0 0,10 1,00 3,0 0,15 1,50 4,0 0,20 2,00 5,0 0,25 2,50 6,0 0,30 3,00 Dung dịch kẽm chuẩn (3.10) ml * Thử mẫu trắng cho đường chuẩn hóa chất 6.2.1.4 Hàm lượng kẽm từ đến 6% (m/m) Dùng buret (4.1) cho vào dãy sáu bình định mức 100 ml lượng dung dịch kẽm chuẩn (3.10) ghi bảng Cho vào bình 2,5 ml dung dịch nhơm (3.8), pha loãng đến vạch mức lắc kỹ Bảng Dung dịch kẽm Khối lượng kẽm Hàm lượng kẽm chuẩn (3.10) dung dịch ml mg % (m/m) 0* 0 2,0 0,10 2,0 3,0 0,15 3,0 * 4,0 0,20 4,0 5,0 0,25 5,0 6,0 0,30 6,0 Thử mẫu trắng cho đường chuẩn hóa chất 6.2.2 Đo quang phổ Bật quang phổ kế (4.2) có đèn catốt rỗng-kẽm (4.5) Chạy máy đủ thời gian để ổn định làm việc Điều chỉnh bước sóng khoảng 213,9 nm, đặt độ nhạy khe hở cho phù hợp Điều chỉnh áp suất khơng khí axêtylen theo đặc tính mỏ đốt-bộ phun cho nhận lửa trong, khơng phát quang lửa ơxi hóa Phun dung dịch chuẩn (6.2.1.1, 6.2.1.2, 6.2.1.3 6.2.1.4) vào lửa đo độ hấp thụ chúng Cần thận trọng để bảo đảm thể tích dung dịch chuẩn phun vào lửa đơn vị thời gian khơng đổi q trình, xây dựng đường chuẩn Chú thích: Phải phun nước vào mỏ đốt sau lần đo 6.2.3 Xây dựng đường chuẩn Ví dụ, vẽ đường chuẩn có hồnh độ biểu thị khối lượng tính miligam kẽm chứa 100 ml dung dịch chuẩn tung độ biểu thị giá trị tương ứng độ hấp thụ mẫu hiệu chỉnh với mẫu trắng cho đường chuẩn hóa chất (điểm 0) 6.3 Cách xác định 6.3.1 Chuẩn bị dung dịch thử Cho phần mẫu (6.1) vào cốc 250 ml đậy lại mặt kính đồng hồ Thêm từ 30 đến 40 ml nước, sau cho 30 ml dung dịch axít clohydric Nếu cần, đun nóng từ từ để hòa tan hồn tồn Nhỏ vài giọt dung dịch hydro pxit (3.3) đun sôi khoảng 10 phút để khử hydro pxit dư Nếu chất khơng tan, có nghĩa có silic, phải lọc dung dịch; gộp giấy lọc chất không tan cho vào chén platin nung thành tro, phải giữ cho không cháy thành lửa Nung khoảng 550oC Sau làm nguội, cho ml dung dịch axit sunfuric (3.4), ml dung dịch axit flohydric (3.5) nhỏ giọt dung dịch axit nitric (3.6) cách để nhận dung dịch (khoảng ml) Cho bốc tới khô nung lại khoảng 700 oC vài phút để silicon bốc hết Sau làm nguội, hòa phần khơng bốc vào dung dịch với lượng dung dịch axit clohydric (3.2), cần lọc gộp lọc vào dung dịch nhận trước 6.3.1.1 Hàm lượng kẽm từ 0,002 đến 0,03% (m/m) Cho hết dung dịch (6.3.1) vào bình định mức 100 ml pha loãng đến vạch mức lắc kỹ Dùng đường chuẩn 6.2.1.1 dung dịch 6.3.1.2 Hàm lượng kẽm từ 0,02 đến 0,3% (m/m) Cho hết dung dịch (6.3.1) vào bình định mức 1000 ml pha lỗng đến vạch mức lắc kỹ Dùng đường chuẩn 6.2.1.2 cho dung dịch 6.3.1.3 Hàm lượng kẽm từ 0,2 đến 3% (m/m) Cho hết dung dịch (6.3.1) vào bình định mức 500 ml pha loãng đến vạch mức lắc kỹ Sau cho 50,0 ml dung dịch vào bình định mức 1000 ml, với 27 ml dung dịch axit clohydric (3.2), pha loãng đến vạch mức lắc kỹ Dùng đường chuẩn 6.2.1.3 cho dung dịch 6.3.1.4 Hàm lượng kẽm từ đến 6% (m/m) Cho hết dung dịch (6.3.1) vào bình định mức 1000 ml, pha lỗng đến vạch mức lắc kỹ Sau cho 50,0 ml dung dịch vào bình định mức 1000 ml khác, với 13,5 ml dung dịch axit clohydric (3.2), pha loãng đến vạch mức lắc kỹ Dùng đường chuẩn 6.2.1.4 cho dung dịch 6.3.2 Mẫu trắng Song song với q trình phân tích mẫu thực, mẫu trắng phân tích theo cách lượng hóa chất dùng q trình xác định, thay phần mẫu thử g nhôm tinh khiết cao (3.1) cân xác đến 0,001 g 6.3.3 Đo quang phổ Đo độ hấp thụ dung dịch thử (6.3.1.1, 6.3.1.2, 6.3.1.3 6.3.1.4) dung dịch mẫu trắng (6.3.2) dung dịch chuẩn thích hợp (6.2.1.1, 6.2.1.2, 6.2.1.3 6.2.1.4) tiếp tục theo quy định 6.2.2, thận trọng khoanh đo độ hấp thụ dung dịch thử dung dịch mẫu trắng với hai dung dịch chuẩn có hàm lượng kẽm gần tương ứng với hàm lượng xác định Cách tính kết Dùng đường chuẩn, xác định hàm lượng kẽm tương ứng với phép đo quang phổ dung dịch thử dung dịch mẫu trắng Hàm lượng kẽm theo phần trăm khối lượng, tính cơng thức: (m2 m1 ) R 10 m0 Trong đó: m0 khối lượng phần mẫu thử, g (có nghĩa g); m1 khối lượng kẽm dung dịch mẫu trắng, mg; m2 khối lượng kẽm phần mẫu thử (toàn phần dung dịch) dùng để đo quang phổ, mg; R tỉ số thể tích hòa tan dung dịch thử thể tích dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn (R = dung dịch thử chuẩn bị theo 6.3.1.1, R = 10 dung dịch thử chuẩn bị theo 6.3.1.2, R = 100 dung dịch chuẩn bị theo 6.3.1.3 R = 200 dung dịch thử chuẩn bị theo 6.3.1.4) Biên thử Biên thử bao gồm nội dung sau: a) Xác định mẫu thử; b) Số hiệu tên tiêu chuẩn này, tài liệu tham khảo; c) Các kết phương pháp tính dùng; d) Mọi đặc điểm bất thường ghi nhận trình xác định; e) Mọi thao tác, khơng quy định tiêu chuẩn coi tự ý lựa chọn ... dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn (R = dung dịch thử chuẩn bị theo 6.3.1.1, R = 10 dung dịch thử chuẩn bị theo 6.3.1.2, R = 100 dung dịch chuẩn bị theo 6.3.1.3 R = 200 dung dịch thử chuẩn bị... 6.2 Xây dựng đường chuẩn 6.2.1 Chuẩn bị dung dịch chuẩn 6.2.1.1 Hàm lượng kẽm từ 0,002 đến 0,03% (m/m) Dùng buret (4.1) cho vào dãy chín bình định mức 100 ml lượng dung dịch kẽm chuẩn (3.10) (3.11)... đường chuẩn Ví dụ, vẽ đường chuẩn có hồnh độ biểu thị khối lượng tính miligam kẽm chứa 100 ml dung dịch chuẩn tung độ biểu thị giá trị tương ứng độ hấp thụ mẫu hiệu chỉnh với mẫu trắng cho đường chuẩn