Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10049:2013 (ISO 5397:1984)
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10049:2013 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 5397:1984. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chuẩn độ để xác định hàm lượng nitơ tổng số và hàm lượng "chất da" trong các loại da. Đây là một phương pháp hóa học nền tảng giúp đánh giá chất lượng protein cấu trúc (chủ yếu là collagen) trong nguyên liệu da thành phẩm và bán thành phẩm.
Điều 1: Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng nitơ và "chất da" bằng phương pháp chuẩn độ. Phương pháp này áp dụng được cho tất cả các loại da, không phân biệt tác nhân thuộc da hay quy trình công nghệ sản xuất. Hàm lượng "chất da" được tính toán gián tiếp từ hàm lượng nitơ tổng số thu được sau quá trình phân tích.
Điều 2: Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau đây là bắt buộc và không thể thiếu khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu, đối với tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất:
- TCVN 7117 (ISO 2418): Da - Phép thử hóa học, vật lý, cơ học và độ bền màu - Vị trí lấy mẫu.
- TCVN 7126 (ISO 4044): Da - Chuẩn bị các mẫu thử hóa học.
- TCVN 4851 (ISO 3696): Nước dùng cho phòng thí nghiệm phân tích - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.
Điều 3: Nguyên tắc của phương pháp
Phương pháp xác định dựa trên nguyên lý phân hủy mẫu hữu cơ theo phương pháp Kjeldahl cải tiến, bao gồm ba giai đoạn kỹ thuật chính:
- Giai đoạn phân hủy (Vô cơ hóa): Mẫu thử bằng da được đun sôi với axit sunfuric đậm đặc dưới sự hỗ trợ của chất xúc tác thích hợp. Quá trình này phá hủy hoàn toàn các hợp chất hữu cơ, chuyển hóa nitơ liên kết trong cấu trúc protein của da thành amoni sunfat.
- Giai đoạn chưng cất: Thêm lượng dư dung dịch natri hydroxit vào dung dịch sau phân hủy để giải phóng khí amoniac tự do. Khí amoniac này được chưng cất lôi cuốn hơi nước và dẫn vào bình hấp thụ chứa sẵn dung dịch axit boric hoặc dung dịch axit tiêu chuẩn dư.
- Giai đoạn chuẩn độ: Tiến hành chuẩn độ lượng amoniac đã được hấp thụ bằng dung dịch axit tiêu chuẩn (như axit clohydric hoặc axit sunfuric) với sự có mặt của chỉ thị màu hỗn hợp để xác định chính xác điểm tương đương.
Điều 4: Hóa chất và thuốc thử
Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng các hóa chất tinh khiết phân tích và nước cất đạt tiêu chuẩn tối thiểu cấp 3 theo TCVN 4851 (ISO 3696). Các hóa chất cốt lõi bao gồm:
- Axit sunfuric đậm đặc (H2SO4): Có khối lượng riêng từ 1,83 g/ml đến 1,84 g/ml, không chứa nitơ.
- Chất xúc tác phân hủy: Sử dụng hỗn hợp xúc tác gồm kali sunfat khan hoặc natri sunfat khan để tăng nhiệt độ sôi của axit, kết hợp với đồng(II) sunfat pentahydrat hoặc selen làm chất xúc tác gia tốc phản ứng phân hủy.
- Dung dịch Natri hydroxit (NaOH): Nồng độ khoảng 350 g/l đến 400 g/l, dùng để kiềm hóa mẫu trước khi chưng cất.
- Dung dịch hấp thụ: Dung dịch axit boric (H3BO3) nồng độ 20 g/l đến 40 g/l, hoặc dung dịch axit clohydric (HCl) tiêu chuẩn nồng độ 0,1 N hoặc 0,5 N.
- Chất chỉ thị hỗn hợp: Thường dùng hỗn hợp đỏ metyl và xanh metylen hòa tan trong cồn để tạo sự chuyển màu rõ rệt tại điểm cuối chuẩn độ.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 10049:2013
ISO 5397:1984
DA - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITƠ VÀ "CHẤT DA" - PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ
Leather - Determination of nitrogen content and "hide substance" - Titrimetric method
Lời nói đầu
TCVN 10049:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 5397:1984.
TCVN 10049:2013 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 120 Sản phẩm da biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Lời giới thiệu
Theo Schroder và Passler, việc xác định "chất da" từ hàm lượng nitơ được dựa trên thực tế là, các chất khô đã loại tro và chất béo ở da sống của các loại động vật khác nhau ở mức độ nào đó sẽ khác nhau, nhưng hàm lượng nitơ ở một số loại động vật hầu như không đổi.
DA - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITƠ VÀ "CHẤT DA" - PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ
Leather - Determination of nitrogen content and "hide substance" - Titrimetric method
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chuẩn độ để xác định hàm lượng nitơ và "chất da" của da.
Phương pháp này áp dụng được cho tất cả các loại da thuộc.
CHÚ THÍCH: Các chất chứa nitơ khác (ví dụ một số thuốc hãm, tanin tổng hợp, chất béo cation và thuốc nhuộm) làm sai lệch giá trị của "chất da". Nếu có mặt các vật liệu này, thì sẽ không thu được kết quả chính xác đối với "chất da".
2. Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 7149 (ISO 385), Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Buret.
ISO 2418:1972[1], Leather - Laboratory samples - Location and identification (Da - mẫu phòng thí nghiệm - Vị trí nhận dạng);
ISO 2588:1973[2], Leather - Determination of shrinkage temperature (Da - Xác định nhiệt độ co);
ISO 4044:1977[3], Leather - Preparation of chemical test samples (Da - Chuẩn bị mẫu thử hóa)
3. Thuật ngữ và định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này sử dụng thuật ngữ và định nghĩa sau:
3.1. Chất da (hide substance)
Hàm lượng các chất chứa nitơ, được tính từ hàm lượng nitơ bằng cách nhân với hệ số 5,62.
4. Nguyên tắc
Phân hủy mẫu thử bằng phương pháp Kjeldahl. Chưng cất amoniac giải phóng ra bằng một trong các phương pháp thông thường. Xác định hàm lượng nitơ bằng cách chuẩn độ amoniac với axit sulfuric hoặc axit clohyđric, sử dụng chỉ thị phenolphtalein.
5. Thuốc thử
Trong quá trình phân tích, chỉ sử dụng thuốc thử có độ tinh khiết phân tích đã được công nhận và chỉ sử dụng nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.
5.1. Axit sulfuric bốc khói, [7 % (m/m) SO3 tự do] hoặc axit sulfuric 90 % (m/m).
5.2. Hỗn hợp xúc tác
Có thể sử dụng bất kỳ hỗn hợp xúc tác nào rút ngắn được thời gian mẫu. Ví dụ các hỗn hợp sau:
a) 100 mg đến CuSO4 khan
từ 6 g đến 8 g K2SO4 khan
b) 10 g selen
25 g CuSO4 khan
350 g K2SO4 khan
Chuẩn bị chất xúc tác gốc (tốt nhất là trộn trong máy nghiền) theo tỉ lệ khoảng 5 g chất xúc tác với 3 g mẫu thử.
5.3. Axit boric, dung dịch borat tự do bão hòa trong nước, nếu có thể, có chứa chất chỉ thị phù hợp, ví dụ trong 1 l dung dịch pha 2 ml hỗn hợp chất chỉ thị sau:
0,06 % (m/m) metyl đỏ và 0,04 % (m/m) metylen xanh trong etanol 96 % (V/V).
5.4. Dung dịch Natri hyđroxit, 35 % (m.m)
5.5. Axit sulfuric, dung dịch thể tích chuẩn, c(1/2 H2SO4) = 0,5 mol/l, hoặc axit clohyđric, dung dịch thể tích chuẩn, c(HCL) = 0,5 mol/l.
5.6. Dung dịch chỉ thị phenolphtalein 10 g/l trong etanol 50 % (V/V).
6. Thiết bị, dụng cụ
Thiết bị, dụng cụ phòng thí nghiệm thông thường và
6.1. Bình kjeldahl, có dung tích phù hợp từ 230 ml đến 300 ml nếu có nguồn hơi ngoài được sử dụng để chưng cất.
6.2. Thiết bị chưng cất phù hợp
6.3. Buret, có thang chia phù hợp, theo yêu cầu của TCVN 7149 (ISO 385).
7. Lấy mẫu
7.1. Các mảnh da nguyên con
Nếu không có bất kỳ thỏa thuận nào khác về việc lấy mẫu giữa các bên liên quan, thì sử dụng quy trình được quy định trong ISO 2588 để lấy mẫu theo lô.
Lấy mẫu từ các mảnh theo quy định trong ISO 2418.
7.2. Các ứng dụng khác
Thực hiện lấy mẫu theo yêu cầu của quy định hoặc hợp đồng liên quan.
8. Cách tiến hành
8.1. Mẫu thử
Cân 3 g mẫu da đã được nghiền, chính xác đến 0,001 g (2 g trong trường hợp da thuộc crom), chuẩn bị theo ISO 4044, trong chai cân nhỏ và chuyển định lượng sang bình Kjeldahl (6.1) bằng cách vỗ nhẹ đáy chai (xem 10.2).
8.2. Phép thử trắng
Thực hiện phép thử trắng tại cùng thời điểm xác định, theo cùng quy trình và sử dụng cùng loại thuốc thử được sử dụng trong phép xác định.
8.3. Xác định
Với mẫu thử (8.1) trong bình Kjeldahl, thêm 30 ml axit sulfuric (5.1) và khoảng 5 g hỗn hợp xúc tác (5.2). Sau đó đun sôi, trước tiên với ngọn lửa nhỏ, sau đó với ngọn lửa mạnh hơn, trong 1 h sau khi cacbon đã bị oxi hóa hết.
Nếu sử dụng nguồn hơi ngoài, để nguội hỗn hợp trên và pha loãng với khoảng 50 ml nước. Để nguội và chuyển hỗn hợp sang bình chưng cất (xem 6.2). Tráng bình Kjeldahl 2 lần với nước, thêm vài giọt dung dịch phenolphtalein (5.6), kiềm hóa bằng dung dịch natri hyrdoxit dư (khoảng 70 ml) và chưng cất bằng hơi. Theo cách khác, nếu việc hóa mẫu được thực hiện trong bình Kjeldahl 700 ml, để nguội, pha loãng với 250 ml nước, thêm vài mảnh vật liệu chống sục và vài giọt dung dịch phenolphtalein, và kiềm hóa bằng dung dịch natri hyđroxit dư (khoảng 70 ml). Nối bình với bình ngưng đứng bằng ống nối uốn cong hai đầu, tốt nhất là có bẫy tia.
Chưng cất amoniac bằng hơi nước thu vào một bình hứng có chứa 100 ml axit boric bão hòa đã pha dung dịch chỉ thị (5.3). Nhúng ống làm mát vào dung dịch axit boric. Amoniac được chưng cất làm chất chỉ thị chuyển màu xanh lá cây.
Chưng cất cho đến khi thu được 150 ml đến 200 ml phần cất. Trước khi kết thúc quá trình chưng cất, hạ thấp bình hứng sao cho ống làm mát không bị nhúng sâu hơn. Chưng cất thêm khoảng 3 min nữa, và tráng bình ngưng với nước.
Chuẩn độ amoniac bằng dung dịch axit sulfuric hoặc dung dịch axit clohyđric (5.5) đến pH 4,6. Khi sử dụng chất chỉ thị được viện dẫn trong 5.3, thì chuẩn độ đến khi bắt đầu xuất hiện màu hồng nhạt.
Thực hiện phép xác định song song.
9. Biểu thị kết quả
9.1. Tính toán
9.1.1. Hàm lượng nitơ N, được biểu hiện bằng phần trăm khối lượng, theo công thức sau:
N = x 0,7
trong đó
V là thể tích của dung dịch axit sulfuric hoặc dung dịch axit clohyđric thể tích tiêu chuẩn (5.5) được sử dụng để chuẩn độ, đã được hiệu chỉnh theo phép thử trắng (8.2), tính bằng mililít;
m là khối lượng của mẫu thử (8.1), tính bằng gam.
Lấy kết quả trung bình của hai lần xác định, miễn là thỏa mãn yêu cầu về độ lặp lại (xem 9.2), và biểu thị kết quả đến một chữ số sau dấu phẩy.
9.1.2. "Chất da" H, được biểu thị bằng phần trăm khối lượng, theo công thức sau:
H = N x 5,62
trong đó N được xác định theo 9.1.1.
9.2. Độ lặp lại
Kết quả của phép xác định song song được thực hiện bởi cùng một người thực hiện trong cùng phòng thí nghiệm không được sai lệch quá 0,1 %, được tính toán dựa trên khối lượng ban đầu của mẫu da.
10. Lưu ý trong cách tiến hành.
10.1. Với khối lượng xác định trước của mẫu và sử dụng axit được quy định trong 5.5 để chuẩn độ, thì điểm cuối sẽ rất rõ ràng và sắc nét.
10.2. Có thể thực hiện việc xác định với 0,5 g mẫu da được cân chính xác đến 0,0002 g và từ 15 ml đến 20 ml axit sulfuric đậm đặc hoặc axit sulfuric bốc khói (5.1) và 2,5 g chất xúc tác (5.2). Sau đó thực hiện chuẩn độ amoniac với axit có nồng độ bằng một phần năm lần nồng độ được quy định trong 5.5.
11. Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau:
a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;
b) Nhận dạng đầy đủ mẫu thử;
c) Kết quả thu được và cách biểu thị;
d) Các đặc điểm bất thường trong quá trình xác định;
e) Các thao tác bất kỳ không có trong tiêu chuẩn này hoặc tiêu chuẩn viện dẫn, hoặc các thao tác không bắt buộc.
[1] ISO 2418:1972 đã bị hủy bỏ và được thay thế bằng ISO 2418:2002 (được chấp nhận thành TCVN 7117:2002)
[2] ISO 2588:1973 đã bị hủy bỏ và được thay thế bằng ISO 2588:1985 (được chấp nhận thành TCVN 7116:2002)
[3] ISO 4044:1977 đã bị hủy bỏ và được thay thế bằng ISO 4044:2008 (được chấp nhận thành TCVN 7126:2010)
- 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7116:2002 (ISO 2588: 1985) về Da - Lấy mẫu - Số các mẫu đơn cho một mẫu tổng do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7117:2007 (ISO 2418: 2002) về Da - Phép thử hoá, cơ lý và độ bền màu - Vị trí lấy mẫu
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7126:2010 (ISO 4044 : 2008) về Da - Phép thử hóa học - Chuẩn bị mẫu thử hoá
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7149:2007 (ISO 385:2005) về Dụng cụ thí nghiệm bằng thuỷ tinh - Buret
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10061-1:2013 (ISO 17076-1:2012) về Da - Xác định độ bền mài mòn - Phần 1: Phương pháp Taber
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10061-2:2013 (ISO 17076-2:2011) về Da - Xác định độ bền mài mòn - Phần 2: Phương pháp đĩa cầu Martindale
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10062:2013 (ISO 17227:2002) về Da - Phép thử cơ lý - Xác định độ bền của da khi sấy khô
- 1 Quyết định 4267/QĐ-BKHCN năm 2013 công bố Tiêu chuẩn quốc gia do Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7116:2002 (ISO 2588: 1985) về Da - Lấy mẫu - Số các mẫu đơn cho một mẫu tổng do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7117:2007 (ISO 2418: 2002) về Da - Phép thử hoá, cơ lý và độ bền màu - Vị trí lấy mẫu
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7126:2010 (ISO 4044 : 2008) về Da - Phép thử hóa học - Chuẩn bị mẫu thử hoá
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7149:2007 (ISO 385:2005) về Dụng cụ thí nghiệm bằng thuỷ tinh - Buret
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10061-1:2013 (ISO 17076-1:2012) về Da - Xác định độ bền mài mòn - Phần 1: Phương pháp Taber
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10061-2:2013 (ISO 17076-2:2011) về Da - Xác định độ bền mài mòn - Phần 2: Phương pháp đĩa cầu Martindale
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10062:2013 (ISO 17227:2002) về Da - Phép thử cơ lý - Xác định độ bền của da khi sấy khô