−chưng cất (ASTM D95) [6]
4.1.1. Tóm tắt phương pháp
Mẫu lấy được đem đun nóng với dung môi không hòa tan nước, trong điều kiện có hồi lưu và nước trong mẫu được lôi cuốn ra. Dung môi và nước được ngưng tụ lại và phân ly liên tục trong ống thu, nước lắng xuống trong phần chia độ của ống thu còn dung môi quay trở lại bình cất.
4.1.2. Dụng cụ và thiết bị
Thiết bị như hình 4.1 gồm có bình cất bằng thủy tinh, sinh hàn, ống thu thủy tinh có chia độ và bếp điện.
Bình cất – 100 ml đáy tròn, bằng thủy tinh với khớp nối có độ côn 24/40. Bình cất nối với ống thu nước có độ chia với một vạch chia 0.05 ml. Ống thu được nối với một sinh hàn dài 400 mm. Một ống khô đổ đầy chất hút ẩm được đặt trên đỉnh sinh hàn để ngăn hơi ẩm của không khí xâm nhập.
Bếp đun – Bếp được sử dụng ở đây sao cho phân phối nhiệt đồng đều tới toàn bộ nửa dưới của bình nên có thể sử dụng bếp điện hay bếp gas. Tốt nhất là sử dụng loại bếp điện có áo bọc ngoài sẽ rất an toàn.
rót 400 ml dung môi vào bình cất và phân tích. Mẫu trắng sẽ được xác định hàm lượng nước chính xác đến 0.025 ml và dùng để hiệu chỉnh lượng nước trong ống thu.
4.1.4. Cách lấy mẫu
Việc lấy mẫu thử được xem là bước quan trọng được quy định để thu được một lượng chất đặc trưng nhất của mọi thùng chứa, bể chứa hoặc bất cứ một hệ thống nào khác và được chứa vào đồ chứa mẫu để phân tích trong phòng thí nghiệm.
Lượng mẫu được lấy dựa trên hàm lượng nước dự đoán như đã chỉ rõ dưới đây:
Bảng 4.1. Lượng mẫu thử dựa trên hàm lượng nước
Thứ tự Hàm lượng nước dự đoán (% thể tích hoặc khối lượng)
Lượng mẫu xấp xỉ (g hoặc ml) 1 50.1 – 100 5 2 25.1 – 50 10 3 10.1 – 25 20 4 5.1 – 10 50 5 1.1 – 5 100 6 0.5 – 1 200 7 Ít hơn 0.5 200
Để đảm bảo về tính đồng thể của hỗn hợp mẫu, việc xác định phải thực hiện trên ít nhất ba phần tư và hàm lượng nước sẽ là kết quả trung bình.
Để xác định hàm lượng nước theo phần trăm thể tích, định lượng chất lỏng linh động các ống đong có chia độ 5, 10, 20, 50, 100, hoặc 200 ml đã hiệu chỉnh, tùy thuộc vào lượng mẫu đã dẫn trong bảng 4.1 phải rót đầy mẫu cẩn thận và từ từ vào ống đong để tránh tạo bọt khí và điều chỉnh mức chất lỏng một cách từ từ đến vạch chia thích hợp. Rót cẩn thận mẫu đã đong vào bình cất, rửa ống đong
Để xác định phần trăm khối lượng, hãy cân phần mẫu phân tích theo bảng, đồng thời rót luôn mẫu vào trong bình cất. Nếu có sử dụng cốc cân trung gian, phải tráng rửa nó bằng ít nhất năm phần trăm xylen rồi đổ cả vào bình cất.
4.1.5. Các bước tiến hành thí nghiệm
Độ chính xác của phương pháp này có thể bị ảnh hưởng do những giọt nước bám trên bề mặt trong của ống thu dùng để đo nước không ngưng tụ. Để hạn chế điều này, toàn bộ dụng cụ phải được làm sạch bề mặt hóa học mỗi ngày để tẩy sạch những màng dầu ngăn cản sự thoát nước tự do trong dụng cụ phân tích. Việc vệ sinh cần phải thường xuyên hơn vì bản chất của các mẫu là gây nhiễm bẩn bền vững.
Để xác định nước theo phần trăm thể tích, phải tiến hành thí nghiệm cho thêm đủ xylen vào bình cất để tổng dung tích xylen có trong bình là 400 ml.
Sử dụng khuấy từ để khuấy mẫu.Có thể sử dụng bi thủy tinh và các vật trợ sôi khác,tuy nhiên hiệu quả kém hơn.
Lắp ráp dụng cụ như mô tả trên hình 4.1 đồng thời đảm bảo khớp nối phải kín với chất lỏng và hơi.Không nên bôi mỡ vào các khớp nối thủy tinh.Lắp vào đầu mút trên sinh hàn ống chứa chất hút ẩm để ngăn ngừa sự tụ hơi ẩm trong không khí vào trong sinh hàn.Nước có nhiệt độ 200C ÷ 250C, được luân chuyển qua áo bọc của sinh hàn.
Bật bếp đun bình cất. Tùy theo loại dầu mỏ phân tích mà đặc tính sôi của hỗn hợp dung môi – dầu thô có thể bị thay đổi đáng kể. Nên tăng nhiệt một cách từ từ trong giai đoạn đầu của quá trình chưng (chừng 1/2 đến 1 giờ) để ngăn ngừa sự tạo bong bóng và có thể làm thất thoát nước khỏi hệ thống. Hơi dung môi bốc lên không được cao quá 3/4 chiều cao ống trong sinh hàn tính từ dưới lên. Để cho sinh hàn làm việc hiệu quả, hơi dung môi bốc lên càng gần cửa thoát
chưng cất cho đến khi không nhìn thấy nước còn lại ở trên dụng cụ ngoại trừ trong ống thu và thể tích nước không thay đổi trong ít nhất 5 phút. Nếu có những giọt nước bám trên thành trong của ống sinh hàn, hãy dùng xylen rửa trôi xuống.Thêm chất phá nhũ có nồng độ 1/1000 vào xylen rửa cũng giúp đuổi những giọt nước bám xuống. Sau khi rửa, lại chưng tiếp trong ít nhất 5 phút (nguồn nhiệt phải tắt trước 15 phút trước khi rửa đề phòng sự sôi bùng đột ngột). Sau khi rửa, cũng cần phải tăng nhiệt đun một cách từ từ để tránh sôi bùng. Lặp lại thao tác này cho đến khi không nhìn thấy nước bám trong sinh hàn và lượng nước không thay đổi trong ít nhất 5 phút. Nếu việc này không đuổi hết được nước xuống, hãy dùng cái gạt nước (chế tạo từ nhựa TEFLON – florocacbon) hoặc dùng dụng cụ tương đương gạt nước rơi vào ống thu.
Khi chưng cất hoàn tất, làm lạnh ống thu và nước chứa bên trong đến 200C. Sử dụng gạt nước hoặc que nhọn gạt hết nước bám trên thành ống thu cho rơi xuống lớp nước lắng ở dưới. Đọc thể tích nước trên ống thu. Ống thu được chia vạch 0.05 ml, nhưng thể tích được ước lượng chính xác đến 0.025 ml.
4.1.6. Tính toán
Tính toán hàm lượng như sau:
% thể tích = (A− B). 100/C (1) % thể tích = (A – B). 100/(M/D) (2) % khối lượng = (A – B). 100/M (3)
Trong đó: A= ml nước trong ống thu; B = ml nước của mẫu trắng; C= ml mẫu thử; M = g mẫu thử và D= tỷ trọng mẫu (g/ml). Các chất dễ bay hơi tan trong nước được đo như nước.
4.1.7. Kết quả thực nghiệm
người thực hiện trên cùng một dụng cụ thí nghiệm trong những điều kiện làm việc không thay đổi với những vật tư phân tích xác định, trong một thời gian dài, với thao tác chính xác và bình thường phương pháp phân tích này, thì trong số 20 lần chỉ có một trường hợp vượt quá giá trị sau đây: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Từ 0.0 % đến 0.1% nước xem hình 4.2.
Lớn hơn 0.1% nước, độ lặp lại không đổi là 0.08.
– Độ tái lập: Sai lệch giữa hai kết quả phân tích độc lập và đơn lẻ đạt được bởi những người thực hiện khác nhau trong những phòng thí nghiệm khác nhau trên vật tư phân tích xác định, thì trong một thời gian dài với thao tác chính xác và bình thường phương pháp phân tích này, cứ 20 lần thì có một lần vượt quá giá trị sau đây:
Từ 0.0% đến 0.1% nước xem hình 4.2.