Tóm tắt Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 450:2001 về phân tích cây trồng
Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 450:2001 là văn bản quy chuẩn kỹ thuật quy định về phương pháp phân hủy mẫu phục vụ cho việc xác định một số nguyên tố trong phân tích cây trồng. Dưới đây là phần tóm tắt nội dung cốt lõi dựa trên phần mở đầu và các điều khoản đầu tiên (từ Điều 1 đến Điều 4) của văn bản:
Thông tin chung về văn bản:
- Tên tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 450:2001 về phân tích cây trồng phương pháp phân hủy mẫu để xác định một số nguyên tố.
- Số hiệu: 10 TCN 450:2001.
- Lĩnh vực áp dụng: Phân tích hóa học, nông nghiệp, xác định thành phần nguyên tố trong mẫu cây trồng.
Nội dung cốt lõi của Phần mở đầu và các Điều khoản đầu (Điều 1 - Điều 4):
Các điều khoản đầu tiên của tiêu chuẩn thiết lập nền tảng pháp lý và kỹ thuật cho toàn bộ quy trình phân tích mẫu cây trồng, bao gồm:
- Phạm vi áp dụng (Điều 1): Quy định rõ giới hạn áp dụng của phương pháp phân hủy mẫu. Phương pháp này được thiết kế cụ thể để xử lý các loại mẫu cây trồng khác nhau nhằm chuẩn bị dung dịch mẫu đồng nhất trước khi tiến hành xác định hàm lượng các nguyên tố hóa học bằng các thiết bị đo đạc chuyên dụng.
- Tài liệu viện dẫn (Điều 2): Xác định các tiêu chuẩn quốc gia, tiêu chuẩn ngành hoặc các hướng dẫn kỹ thuật liên quan được áp dụng đồng thời. Việc viện dẫn này đảm bảo tính thống nhất về thuật ngữ, hóa chất và các yêu cầu an toàn phòng thí nghiệm.
- Nguyên tắc của phương pháp (Điều 3): Mô tả cơ chế hóa học và vật lý của quá trình phân hủy mẫu cây trồng (thông thường là phương pháp phân hủy ướt bằng axit mạnh hoặc phân hủy khô bằng cách tro hóa ở nhiệt độ cao). Mục tiêu là phá hủy hoàn toàn hợp chất hữu cơ, chuyển các nguyên tố cần xác định về dạng ion hòa tan trong dung dịch axit.
- Thiết bị, dụng cụ và hóa chất (Điều 4): Đưa ra các yêu cầu kỹ thuật tối thiểu đối với trang thiết bị phòng thí nghiệm (như tủ hút, lò nung, bếp phân hủy nhiệt), dụng cụ thủy tinh tiêu chuẩn và độ tinh khiết của các loại hóa chất, axit sử dụng trong quá trình phân hủy để tránh gây sai số hoặc nhiễm bẩn mẫu.
Lưu ý: Để thực hiện chính xác quy trình phân tích thực tế, người sử dụng cần đối chiếu chi tiết các thông số kỹ thuật cụ thể được quy định trong văn bản gốc của Tiêu chuẩn ngành 10 TCN 450:2001.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN HUỶ MẪU ĐỂ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ NGUYÊN TỐ
Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp phân huỷ mẫu cây trồng khô đã được chuẩn bị theo 10TCN 449-2001 để xác định hàm lượng các nguyên tố P, K, Ca, Mg, S, Fe...(trừ N).
Sử dụng phương pháp phân huỷ khô hoặc phân huỷ ướt (đốt khô hoặc đốt ướt) để phân huỷ các hợp chất chứa các nguyên tố tuỳ theo tính chất của mẫu và yêu cầu xác định các nguyên tố.
3. Các phương pháp phân huỷ mẫu cây trồng.
3.1. Phương pháp phân huỷ khô.
3.1.1. Phạm vi áp dụng.
Phương pháp phân huỷ khô áp dụng để xác định tất cả các nguyên tố trừ nitơ và lưu huỳnh.
3.1.2. Nguyên tắc:
Tro hoá mẫu ở nhiệt độ 500 ( 500c trong lò nung, sau đó hòa tan tro trong dung dịch axit.
3.1.3. thiết bị, thuốc thử.
3.1.3.1. thiết bị:
- Cân phân tích độ chính xác 0,0002g
- Lò nung
- Cốc đốt (chịu nhiệt)100ml
- Bếp điện
- Bình định mức 50ml
- Nồi đun cách thuỷ
3.1.3.2. Thuốc thử
- Dung dịch HCl 1N: Hoà tan 82ml HCl đặc (d= 1,19) thành 1 lít dung dịch.
- Nước có độ dẫn điện nhỏ hơn 2 (S/cm, pH 5,6-7,0
3.1.4. Cách tiến hành.
3.1.4.1. Cân chính xác 1,0000g mẫu đã được chuẩn bị theo 10TCN 449-2001 cho vào chén nung bằng sứ.
3.1.4.2. Tro hoá sơ bộ trên bếp điện, tránh để ngọn lửa cháy bùng, sau đó cho vào lò nung ở nhiệt độ khoảng 450-5500C đến khi cháy hết chất hữu cơ, mẫu chuyển sang màu trắng (thời gian nung khoảng 4-5 giờ).(Ghi chú 1)
3.1.4.3. Chuyển tro qua cốc đốt 100ml với 10ml dung dịch HCl 1N và đun cốc trên bình cách thuỷ khoảng 30 phút (đậy bằng mặt kính đồng hồ).
3.1.4.4. Lọc qua giấy lọc, thu dung dịch lọc vào bình định mức 50ml. Rửa qua giấy lọc 3-4 lần, mỗi lần khoảng 10ml nước nóng, sau khi nguội thêm nước đến vạch định mức. Lắc trộn đều dung dịch lọc.
3.1.4.6. Dung dịch lọc có nồng độ hcl khoảng 0,2n được sử dụng để xác định các nguyên tố trừ nitơ và lưu huỳnh.
Ghi chú 1:
1. Trường hợp một số mẫu thực vật có nhiều silic, phân huỷ theo thủ tục trên sẽ chưa hoà tan được hoàn toàn các hợp chất chứa các nguyên tố. Trong trường hợp này cần phân huỷ mẫu bằng HF theo thủ tục sau:
- Cân chính xác 1,0000g mẫu cho vào chén bạch kim, sơ bộ tro hoá trên bếp điện, sau đó nung trong lò nung ở nhiệt độ khoảng 450-550oC trong 2 giờ. Lấy chén ra và để nguội.
- Làm ẩm tro bằng một vài giọt nước và 0,5ml HCl đặc.
- Đun cẩn thận trên bếp điện cho đến khi bắt đầu xuất hiện khói
- Lọc rửa qua phễu lọc và hứng nước lọc vào bình định mức 50ml, rửa 3-4 lần mỗi lần khoảng 5ml nước nóng.
- Chuyển giấy lọc và cặn vào chén bạch kim, cho vào lò nung, tro hoá ở 5500C khoảng 30 phút. Lấy chén bạch kim ra khỏi lò nung, để nguội.
- Cẩn thận thêm 5ml HF và cô cạn trên bếp ở nhiệt độ 2500C, sau đó thêm 1ml HCl đặc và khoảng 5ml nước cất, đun nhẹ cho tan và lọc.
- Tiếp tục lọc rửa bằng nước nóng 3-4 lần, hứng dung dịch lọc vào bình định mức 50ml trên. Sau khi để nguội thêm nước đến vạch định mức.
- Dung dịch lọc thu được có nồng độ HCl khoảng 1%, sử dụng để xác định các nguyên tố trừ Nitơ và lưu huỳnh.
2. Trường hợp một số mẫu sau khi nung theo 3.1.4 còn lại một ít các bon -mẫu chưa hoàn toàn trắng ( hoặc có yêu cầu phân tích các nguyên tố vết), cần tiến hành phân huỷ bổ sung bằng HNO3.
Sau khi tro hoá mẫu bằng lò nung đến 3.1.4.2 rồi tiếp tục các bước sau:
- Thêm 3ml HNO3 5N vào mẫu sau khi tro hoá trong lò nung đã để nguội
- Cô cạn khô trên bếp điện (mẫu có axit nitric không được để vào lò nung
vì ở 2000C HNO3 đã bị phân huỷ mạnh)
- Cho mẫu đã cô khô vào lò nung đang nguội và tăng nhiệt độ lên 4000C khoảng 15 phút (bằng phương pháp này chất hữu cơ sẽ cháy hết và các nguyên tố sẽ giải phóng hoàn toàn. Nếu mẫu chưa trắng là do màu của Mangan).
- Lấy chén ra khỏi lò nung, để nguội, cho thêm 3ml HCl đậm đặc và cô trên bếp cách cát cho đến khô.
- Để nguội và thêm 5ml HCl 2N, lắc cho tan cặn
Lọc và rửa bằng nước nóng 3-4 lần, hứng dung dịch vào bình định mức 50ml, sau khi để nguội thêm nước cho đến vạch định mức.
- Dung dịch lọc thu được dùng để xác định các nguyên tố trừ N và S.
- Khi phân tích các nguyên tố vết phải sử dụng nước siêu sạch (<0,2 (S/cm)
3. Trường hợp mẫu xác định Bo cần được tẩm ướt bằng dung dịch NaOH 5% trước khi phân huỷ - Khoảng 0,5-1ml cho 1gam mẫu.
3.2. Phương pháp phân huỷ ướt bằng HNO3
3.2.1. Phạm vi áp dụng
Phương pháp phân huỷ ướt bằng HNO3 áp dụng cho các mẫu cây khô để xác định các nguyên tố P,K,S,Ca,Mg,Fe...trừ nitơ.
3.2.2. Nguyên tắc
Sử dụng axit nitric ôxy hoá mẫu, hoà tan các hợp chất.
Phương pháp sử dụng axit nitric không bảo đảm sự oxi hoá hoàn toàn, tuy nhiên mức độ sai số thấp, có thể sử dụng thay thế phương pháp phân huỷ khô.
3.2.3. Thiết bị, thuốc thử.
3.2.3.1. Thiết bị:
- Cân phân tích độ chính xác 0,0002g
- Bình phân huỷ mẫu và bếp phân huỷ mẫu có điều khiển nhiệt độ.
- Bình định mức 50ml
3.2.3.2. Thuốc thử
- HNO3 tinh khiết (70%)
- Nước có độ dẫn điện nhỏ hơn 0,2 (S/cm pH 5,6-7,0
3.2.4. Cách tiến hành.
- Cân chính xác 0,2500g mẫu cây đã được chuẩn bị theo 10TCN 449-2001 cho vào bình phân huỷ.
- Cho 5ml HNO3 tinh khiết (70%) vào bình phân huỷ, lắc nhẹ. (Khi cho axit chú ý lôi cuốn mẫu bám ở thành bình xuống đáy)
- Nhiệt độ phân huỷ ban đầu ở 500C trong 2 giờ (hoặc ngâm mẫu qua đêm ở nhiệt độ trong phòng). Sau đó phân huỷ ở nhiệt độ 800C trong 30 phút. Tiếp tục phân huỷ ở nhiệt độ 1250C trong 260 phút (kể cả thời gian làm tăng nhiệt độ). Trong suốt quá trình phân huỷ cần chú ý theo dõi nhiệt độ, đề phòng phản ứng quá mạnh sủi bọt, trào mẫu ra ngoài. Tuyệt đối không được để nhiệt độ lên trên 1300C sẽ làm sai kết quả phân tích một số nguyên tố như lưu huỳnh...
- Để nguội mẫu đã phân huỷ, chuyển sang bình định mức 50ml bằng dung dịch HNO3 1% hoặc HCl 1% đến vạch định mức.(Ghi chú 2)
Ghi chú 2:
Ngoài phương pháp phân huỷ ướt bằng HNO3 còn có thể sử dụng các phương pháp:
a. Sử dụng hỗn hợp hai axit HNO3 70% HClO4 70% tỉ lệ thể tích 2:1 phân huỷ mẫu xác định P,K,S,Ca,Mg.Fe...
Tiến hành theo thủ tục sau:
- Cân chính xác 0,2500g mẫu cho vào bình phân huỷ.
- Thêm 5ml hỗn hợp 2 axit
- Phân huỷ ban đầu ở nhiệt độ 500C trong 2 giờ, hoặc ngâm mẫu qua đêm ở nhiệt độ trong phòng.
- Tiếp tục phân huỷ ở nhiệt độ 1500C trong 1 giờ, sinh ra khí nitơ oxit màu nâu.
- Tăng nhiệt độphân huỷ lên 2000C, duy trì nhiệt độ này trong 2 giờ. Tại nhiệt độ này sẽ có khói trắng do sự phân huỷ axit pecloric. Mẫu chuyển thành trắng hoặc màu vàng rơm là kết thúc.
- Để nguội mẫu, cho thêm 1ml HCl đặc, tiếp tục phân huỷ ở 200oCtrong 30 phút.
- Để nguội bình phân huỷ và chuyển qua bình định mức 50ml, bằng dung dịch HCl 1% đến vạch định mức.
b. Sử dụng H2SO4 và H2O2 phân huỷ một mẫu đồng thời xác định N,P,K
- Cân chính xác 0,2500g mẫu cho vào ống phân huỷ
- Thêm 5ml H2SO4 đặc tinh khiết (d= 1,84)
- Thêm 1ml H2O2 30%
- Để mẫu qua đêm, sau đó phân huỷ ở nhiệt độ 225oC cho đến khi axit còn lại chỉ khoảng 2ml.
- Lấy bình ra để nguội, sau đó cho 4 giọt H2O2 30%, lắc nhẹ và tiếp tục đun trên bếp khoảng 4-5 phút
- Lấy bình ra để nguội, tiếp tục xử lý lặp lại H2O2 như trên cho đến khi mẫu chuyển sang màu vàng rơm (có thể đến 10-15 lần xử lý H2O2).
- Để nguội mẫu và chuyển qua bình định mức 100ml, thêm nước đến vạch
- Dung dịch thu được để xác định hàm lượng N,P,K.(Lưu ý mẫu có hàm lượng N cao dễ mắc sai số lớn).