a. Cơ sở lý thuyết của phương pháp
Chất hữu cơ khi tác dụng với acid H2SO4 đậm đặc, đun sôi thì C và H của chất hữu cơ được oxy hóa đến CO2 và H2O, N còn lại ở dạng khử và chuyển sang dạng (NH4)2SO4. Để đẩy nhanh quá trình vô cơ hóa mẫu, có thể sử dụng thêm một số chất xúc tác như CuSO4, K2SO4.
Dùng kiềm đặc cho vào bình cất có chứa dung dịch sau khi vô cơ hóa mẫu. Cất NH3 từ dung dịch kiềm và hấp thụ vào bình có chứa sẵn H3BO3. Chuẩn độ NH3 bằng dung dịch chuẩn HCl 0,1 N với sự có mặt của chỉ thị Tashiro. Từ lượng acid chuẩn độ, tính ra được hàm lượng nitơ tổng.
Các phản ứng xảy ra: 2 NaOH 2 NH3 2 H2O Na2SO4 (NH4)2SO4 3 NH3 H3BO3 (NH4)3BO3 (NH4)3BO3 3 HCl H3BO3 3 NH4Cl b. Chuẩn bị hóa chất
- Dung dịch H3BO3 4%: Cân 4g H3BO3 tinh khiết hòa tan thành 100mL dung dịch bằng nước cất.
- Dung dịch chuẩn HCl 0,1N: Được pha từ ống chuẩn HCl thành 1L bằng nước cất. - Hỗn hợp xúc tác: 50g K2SO4 và 2g CuSO4.5H2O trộn đều.
- Acid sulfuric đậm đặc, tỷ trọng 1,84g/mL
- Chỉ thị Tashiro: Hòa tan 0,1g methyl red vào 50mL ethanol 96º, thêm 0,05g methyl blue, lắc cho tan hết, thêm ethanol 96º cho đủ 100mL và lắc đều.
Chỉ thị Phenolphthalein: 1g phenolphthalein hòa tan trong 100mL ethanol 96º.
Luận văn cao học Chương 2: Thực nghiệm
- Vô cơ hóa mẫu
Hình 2: Hệ thống phá mẫu tự động
Cân 0,5g mẫu cho vào 6 ống phá mẫu khô của hệ thống phá mẫu tự động, thêm 2g hỗn hợp xúc tác CuSO4 và K2SO4 thêm vào khoảng 10mL H2SO4 đậm đặc. Lắc nhẹ để mẫu thấm đều, chú ý không để mẫu bám trên thành ống. Đậy ống bằng hệ thống phễu con được điều chỉnh ở chương trình nhiệt độ thích hợp. Mẫu sau khi phá xong chuyển vào bình định mức 50mL.
Luận văn cao học Chương 2: Thực nghiệm
Hình 3: Hệ thống cất đạm
1. Bình chứa mẫu; 2. Bình thải; 3. Bình tạo hơi nước và áp suất; 4. Bếp điện; 5. Cốc hấp thu NH3
Chuẩn bị dung dịch hấp thụ NH3: Lấy khoảng 25mL dung dịch acid boric 4% cho vào cốc 80mL. Cho vào 3 giọt chỉ thị Tashiro, lúc này dung dịch có màu tím (ống sinh hàn phải ngập trong dung dịch acid boric).
Bình chứa mẫu: Cho vào bình 1 như hình 3.1 khoảng 10mL dung dịch mẫu thu được sau khi phá + 3 giọt chỉ thị phenolphthalein sau đó cho vào khoảng 20mL dung dịch NaOH 40% (dựa vào màu hồng để biết lượng NaOH cho vào đủ chưa) và nước cất cho vào khoảng 2/3 bình cất. Khi có NH3 thoát ra dung dịch chứa acid boric sẽ chuyển sang màu xanh. Tiếp tục cất khi thể tích đạt khoảng 120mL (kiểm tra NH3 đã hết bằng cách dùng thuốc thử Nesstle). Rửa sạch hệ thống bằng 2 lần nước thường và 1 lần nước cất rồi chuẩn bị mẫu tiếp theo. Khi đã hoàn thành tất cả các mẫu tiếp tục rửa như trên sau đó tiến hành rửa bằng acid để tránh ăn mòn thủy tinh làm hỏng hệ thống.
3, 4 5
1
Luận văn cao học Chương 2: Thực nghiệm
Chuẩn độ: Dùng dung dịch HCl 0,1N chuẩn để chuẩn độ dung dịch trong cốc hứng đến khi chuyển sang màu tím bền trong 30 giây.
Mẫu trắng được thực hiện trong cùng điều kiện như trên nhưng không có mẫu phân tích.
Tính kết quả
Hàm lượng nitơ tổng được tính theo phần trăm mẫu có trong mẫu phân
Trong đó
V1: Thể tích (mL) dung dịch HCl 0,1N chuẩn độ mẫu phân tích V0: Thể tích (mL) dung dịch HCl 0,1N chuẩn độ mẫu trắng N: Nồng độ đương lượng của acid HCl
14: Đương lượng gam của Nitơ W: Khối lượng (g) mẫu lấy phân tích