[35, 36]
2.4.1. Xác định độẩm
Cân xác định khối lượng chén sứ có chứa mẫu. Sau đó cho chén sứ đã chứa mẫu vào tủ sấy, tại nhiệt độ 105-110oC trong khoảng 2-3 giờ, lấy ra cho vào bình hút ẩm, để nguội đến nhiệt độ phòng sau đó đem cân xác định lại khối lượng. Làm lại với điều kiện trên trong 30 phút và cân như vậy cho đến khi đạt khối lượng không đổi. Độ ẩm của bã thải được tính bằng công thức:
Trong đó: G: khối lượng mẫu và chén sứ trước khi sấy (g). G’: khối lượng mẫu và chén sứ sau khi sấy (g) g: khối lượng mẫu (g)
2.4.2. Xác định hàm lượng P2O5
Nguyên tắc: Phá mẫu bằng dung dịch HNO3 đặc để chuyển lượng P2O5 trong mẫu về dạng PO43- .
Ca5F(PO4)3 + 10 HNO3 = 5Ca(NO3)2 + 3H3PO4 + HF
Sau đó làm kết tủa PO43- dưới dạng kết tủa vàng Amoniphospho Molibdat bằng thuốc thử (NH4)2MoO4 trong môi trường NH4NO3 30%.
H3PO4 + 12(NH4)2MoO4+ NH4NO3= (NH4)3H4(P(Mo2O7)6)+ H2O Hòa tan kết tủa bằng một lượng dư NaOH tiêu chuẩn
2(NH4)3H4(P(Mo2O7)6) + 46NaOH = 23Na2MoO4 + (NH4)2MoO4 + 2(NH4)2HPO4 + 26H2O Cuối cùng chuẩn lượng NaOH dư bằng dung dịch HCl tiêu chuẩn theo chỉ thị phenolphthalein
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Chuẩn bị mẫu:
Cân 1g mẫu đã được nghiền mịn, sấy ở nhiệt độ 105-110°C vào cốc 250ml + 40ml HNO3 50%, đun sôi nhẹ 30 phút, để nguội định mức 250ml lắc đều, lọc khô (dung dịch A)
Cách tiến hành: Hút 25ml dung dịch A vào bình tam giác cho 20ml NH4NO3 30% thêm 30ml (NH4)6Mo7O4 7,5%, lắc nhẹ 5 phút, để lắng rồi lọc qua giấy lọc đã dầm nát.
26
Rửa kết tủa bằng nước cất đến hết axit (thử bằng giấy pH). Chuyển toàn bộ kết tủa vào một bình tam giác sạch, thêm vài giọt chỉ thị phenolphtalein, hòa tan kết tủa bằng dung dịch NaOH 0,3N đến dư (≈2ml) ghi thể tích V1(ml). Chuẩn độ lượng NaOH dư bằng dung dịch HCl 0,3N đến khi dung dịch mất màu hồng, ghi thể tích V2(ml).
• Tính kết quả % P2O5 = m V K V K1 1 − 2 2 Trong đó: + K1, K2 là các hệ số hiệu chỉnh nồng độ + K1 = NNaOH/0,324 + K2 = NHCl/0,324
+ m là khối lượng mẫu lấy phân tích (g).
2.4.3. Xác định hàm lượng CaO
+ Nguyên tắc: Chuẩn độ nồng độ Ca2+ bằng dung dịch EDTA theo chỉ thị fluorexol. Ở pH=12, ion Ca2+ tạo với chỉ thị fluoresol một phức màu xanh huỳnh quang kém bền hơn phức của nó với EDTA. Chuẩn độ trực tiếp ion Ca2+ bằng EDTA với chỉ thị fluorexol giải phóng chỉ thị ở dạng tự do có màu hồng nhạt.
+ Cách tiến hành:
Hút 50ml dung dịch lọc A vào cốc 250ml, trung hòa bằng NaOH 30% đến xuất hiện kết tủa, hòa tan kết tủa bằng HCl (pha loãng HCl đậm đặc với nước cất tỷ lệ 1:1) + 10ml dung dịch 50 mg Fe3+/ml, thêm từ từ 20ml dung dịch Urotropin 20% (thử pH= 6). Đun nóng nhẹ dung dịch ở khoảng 60-70°C trong 15 phút (tránh sôi), để nguội, định mức 250ml, lọc khô (dung dịch B). Dung dịch B để xác định CaO.
Hút 50 ml dung dịch B vào cốc 250ml thêm 50ml nước cất + 2ml dung dịch KCN 2% + 2ml dung dịch triethanolamin 20% + 20 ml dung dịch KOH 20% + chỉ thị fluorexol và chuẩn độ bằng dung dịch EDTA 0,01M đến khi dung dịch mất màu huỳnh quang trên nền đen và chuyển sang màu hồng được V1(ml).
Tiến hành tương tự với một mẫu trắng được V2(ml). Công thức tính: % CaO = m V V ) 0,00056 100 ( 1− 2 × ×
27
Trong đó:
V1: Thể tích EDTA tiêu tốn khi chuẩn mẫu (ml) V2: Thể tích EDTA chuẩn mẫu trắng (ml) m: là lượng mẫu đem chuẩn độ (g)
0,00056 là lượng gam CaO tương ứng với 1ml EDTA 0,01M
2.4.4. Xác định hàm lượng SiO2 và cặn không tan
+ Nguyên tắc:
Hòa tan mẫu trong HCl đặc có thêm NH4Cl để phá mẫu, lọc, nung và cân xác định được hàm lượng oxít silic và cặn không tan. Sau đó, phá mẫu SiO2 và cặn không tan bằng HF và H2SO4, lọc, nung cân để xác định lượng cặn không tan, từ đó tính được lượng SiO2.
+ Cách tiến hành :
Cân 1gam mẫu phân tích và cho vào cốc có dung tích 100ml. Tẩm ướt bằng nước cất và hòa tan hết cục. Đậy cốc bằng mặt kính đồng hồ, cho từ từ 5ml HCl đặc (d= 1,19) qua miệng cốc , dùng đũa thủy tinh khuấy cho tan hết những hạt đen. Cho vào 0,5 gam NH4Cl tiếp tục khuấy cho đều . Để trên bếp cách thủy đun trong khoảng 30 phút. Trong thời gian đó khuấy nhiều lần để dầm tan những cục bị vón. Nếu dùng bếp cát thì phải giữ nhiệt độ không quá 100oC. Sau đó lấy ra cho 50ml nước sôi, trộn đều, để lắng, lọc qua giấy lọc. Dùng HCl 5% đun sôi rửa hết kết tủa và lọc gạn 3 lần .Sau đó tiếp tục rửa kết tủa bằng nước đun sôi đến hết ion Cl (thử bằng dung dịch AgNO3 1%) nước lọc và nước rửa gộp vào cốc 500ml và giữ lại để xác định các thành phần khác.
Kết tủa và giấy lọc sấy khô cho vào chén sứ đã nung và cân đến khối lượng không đổi . Đốt từ từ cho cháy hết giấy lọc rồi nung đến nhiệt độ 1000 - 1100oC trong khoảng 1h. Lấy ra để nguội đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm, cân. Nung lại ở nhiệt độ đó trong 15 phút và cân đến khối lượng không đổi.
Công thức tính :
Với G : khối lượng kết tủa và chén(g). G’ : khối lượng chén không (g). g : Khối lượng mẫu (g).
28
W : Độ ẩm của thạch cao (%).
Trong trường hợp muốn xác định chính xác SiO2 phải định lượng cặn không tan. Chuyển kết tủa đã nung sang chén bạch kim đã nung và cân đến khối lượng không đổi. Tẩm ướt bằng nước cất cho vào 15ml HF 40%, 2 giọt H2SO4 d= 1,84. Đun cho bốc hơi trên bếp có lót amiăng đến khô. Nung chén ở nhiệt độ 900 – 1000 oC trong khoảng nửa giờ. Để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng , cân đến khi khối lượng không đổi. Phần bã nung chảy bằng KHSO4 d = 1,84 đến khi tan trong. Gộp vào phần nước lọc ở trên, cho vào bình định mức 500ml, thêm nước đến vạch.
Công thức tính :
Với a : khối lượng kết tủa (gồm SiO2 và cặn không tan) (g) a’ : khối lượng cặn không tan (hay còn gọi là bã) (g). a’ = G – G’ với G : khối lượng chén bạch kim và bã (g) G’ : khối lượng chén bạch kim (g)
2.4.5. Xác định hàm lượng SO3
+ Nguyên tắc: Kết tủa sunfat dưới dạng BaSO4 . Từ lượng BaSO4 thu được ta sẽ tính được lượng SO3.
+ Cách tiến hành:
Lấy dung dịch lọc được khi phá mẫu để xác định hàm lượng chất không tan ở trên. Đun sôi dung dịch này đồng thời cũng đun sôi dung dịch BaCl2 cho vào 10 ml dung dịch BaCl2 khuấy đều , tiếp tục đun sôi nhẹ trong 5 phút ,sau đó để yên dung dịch trong 3h cho kết tủa lắng xuống. Lọc qua giấy lọc không tàn chảy chậm, rửa kết tủa và giấy lọc bằng nước cất đun nóng cho đến khi hết ion Cl (thử bằng AgNO3 1% ). Sau đó cho giấy lọc và kết tủa vào một chén sứ đã nung , cân đến khối lượng không đổi. Sấy khô, đốt cho cháy hết giấy lọc. Nung ở nhiệt độ 1000 – 1100oC. Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng. Cân, nung lại 15 phút ở nhiệt độ trên , sau đó cân lại đến khi khối lượng không đổi. Hàm lượng SO3(% ) được tính theo công thức:
29
G’- khối lượng chén không ( gam). 0,343 – hệ số chuyển từ BaSO4 thành SO3. g- khối lượng mẫu (gam).
W – độ ẩm (%).
2.4.6. Xác định hàm lượng Al2O3 (xem phần phụ lục 1)
2.4.7. Xác định hàm lượng Fe2O3 (xem phần phụ lục 2)
2.4.8. Xác định hàm lượng MgO (xem phần phụ lục 3)