TCVN 5923:1995

ISO 4740:1985

ĐỒNG VÀ HỢP KIM ĐỒNG - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM - PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA

Copper and copper alloys - Determination of zinc content - Flame atomic absorption spectrometric method

Lời nói đầu

TCVN 5923:1995 hoàn toàn tương đương với ISO 4740:1985.

TCVN 5923:1995 do Ban Kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 26 Đồng và hợp kim đồng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường (nay là Bộ Khoa học và Công nghệ) ban hành.

Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính Phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

ĐỒNG VÀ HỢP KIM ĐỒNG - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM - PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ NGỌN LỬA

Copper and copper alloys - Determination of zinc content - Flame atomic absorption spectrometric method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên thử ngọn lửa để xác định hàm lượng kẽm của các loại đồng và hợp kim đồng, trừ các hợp kim đồng chứa lớn hơn 10 % (m/m) chì.

Phương pháp này áp dụng để xác định hàm lượng kẽm từ 0,001 % đến 6 % (m/m).

2. Tiêu chuẩn tham khảo

ISO/R 1811, Phân tích hóa học đồng và hợp kim đồng. Lấy mẫu đồng tinh luyện.

3. Nguyên lý

Hòa tan phần mẫu thử trong axit nitric - floboric, sau đó phun vào ngọn lửa không khí axetylen của quang phổ kế hấp thụ nguyên tử ngọn lửa. So sánh độ hấp thụ của năng lượng cộng hưởng của kẽm ở vạch phổ 213,8 nm với độ hấp thụ của dung dịch kẽm chuẩn so sánh.

4. Hóa chất

Trong quá trình phân tích, chỉ được dùng các hóa chất có độ tinh khiết phân tích, nước cất hoặc nước đã khử ion.

4.1. Axit nitric-floboric, dung dịch phân hủy

Trộn 300 ml dung dịch axit boric (40 g/l), 30 ml axit flohydric [40 % (V/V)], 500 ml axit nitric (d 1,40 g/ml) và 150 ml nước.

4.2. Đồng, dung dịch gốc

Cân 10,0 g đồng chứa không quá 0,0002 % (m/m) kẽm và cho vào cốc PTFE 1000 ml. Cho 400 ml dung dịch phân hủy (3.1) và đun nóng cho đến khi đồng hòa tan hoàn toàn. Đun sôi dung dịch cho đến khi khói nâu bay hết. Làm nguội và chuyển dung dịch vào bình định mức 500 ml. Pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc kỹ.

50 ml dung dịch này chứa 1 g đồng và 40 ml dung dịch phân hủy (4.1).

4.3. Kẽm, dung dịch gốc chuẩn, tương ứng 5 g Zn trong 1 lít

Cân 2,5 ± 0,0001 g kẽm kim loại (độ tinh khiết 99,99 %) và cho vào một cốc cao 250 ml. Thêm 50 ml dung dịch axit nitric (d 1,40 g/ml, pha loãng 1 + 1), đậy nắp và đun nóng từ từ cho đến khi kim loại hòa tan hết. Đun sôi dung dịch trong vài phút để khử khói nitơ, sau đó làm nguội. Chuyển dung dịch vào bình định mức 500 ml, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc kỹ.

1 ml dung dịch chuẩn này chứa 5 mg Zn.

4.4. Kẽm, dung dịch chuẩn, tương ứng 0,5 g Zn trong 1 lít

Cho 100,0 ml dung dịch kẽm gốc (4.3) vào bình định mức 1000 ml.

Pha loãng với nước đến vạch mức và lắc kỹ.

1 ml dung dịch chuẩn này chứa 0,5 mg Zn.

4.5. Kẽm, dung dịch chuẩn, tương ứng 0,05 g Zn trong 1 lít

Cho 10,0 ml dung dịch kẽm gốc chuẩn (4.3) vào bình định mức 1000 ml.

Pha loãng với nước đến vạch mức và lắc kỹ.

1 ml dung dịch chuẩn này chứa 0,05 mg Zn.

4.6. Kẽm, dung dịch chuẩn, tương ứng 0,01 g Zn trong 1 lít

Cho 20,0 ml dung dịch kẽm tiêu chuẩn (4.3) vào bình định mức 1000 ml.

Pha loãng với nước đến vạch mức và lắc kỹ.

1 ml dung dịch chuẩn này chứa 0,01 mg Zn.

5. Thiết bị

Thiết bị phòng thí nghiệm loại thông thường, và.

5.1. Cốc PTFE, dung tích 250 ml.

5.2. Buret, khắc vạch từng 0,05 ml.

5.3. Quang phổ kế hấp thụ nguyên tử, có nguồn sáng phát xạ các vạch phổ đặc trưng của kẽm, ví dụ đèn catôt rỗng hoặc đèn phóng điện không điện cực.

5.4. Bình khí nén.

5.5. Bình không khí axetylen.

6. Lấy mẫu

Lấu mẫu theo ISO/R 1811. Mẫu cần được chuẩn bị ở dạng phoi khoan với độ dày không quá 0,3 mm.

7. Cách tiến hành

7.1. Chuẩn bị dung dịch chuẩn so sánh

7.1.1. Hàm lượng kẽm từ 0,001 % đến 0,01 % (m/m)

Cho vào một dãy bốn bình định mức 100 ml, các thể tích dung dịch kẽm chuẩn (4.6) và dung dịch gốc (4.2) theo chỉ dẫn trong Bảng 1. Pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc kỹ.

Bảng 1

7.1.2. Hàm lượng kẽm từ 0,005 % đến 0,06 % (m/m)

Cho vào một dãy sáu bình định mức 200 ml, các thể tích dung dịch kẽm chuẩn (4.5) và dung dịch gốc (4.2) theo chỉ dẫn trong Bảng 2. Pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc kỹ.

Bảng 2

7.1.3. Hàm lượng kẽm từ 0,05 % đến 0,60 % (m/m)

Cho vào một dãy sáu bình định mức 200 ml, các thể tích dung dịch kẽm chuẩn (4.4) và dung dịch gốc (4.2) theo chỉ dẫn trong Bảng 3. Pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc kỹ. Cho 100,0 ml các dung dịch này vào từng bình sáu bình định mức 1000 ml, pha loãng đến vạch mức và lắc kỹ.

Bảng 3

7.1.4. Hàm lượng kẽm từ 0,5 % đến 6 % (m/m)

Cho vào một dãy sáu bình định mức 200 ml, các thể tích dung dịch kẽm gốc chuẩn (4.3) và dung dịch gốc (4.2) theo chỉ dẫn trong Bảng 4. Pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc kỹ. Cho 10,0 ml các dung dịch này vào từng bình sáu bình định mức 1000 ml, pha loãng bằng nước đến vạch mức và lắc kỹ.

Bảng 4

7.2. Chuẩn bị dung dịch thử

7.2.1. Cân phần mẫu thử 1 g ± 0,0002 g và cho vào cốc PTFE (5.1). Nếu đun nóng trong nồi cách thủy thì có thể dùng cốc polypropylen hoặc polyêtylen tỷ trọng thấp.

7.2.2. Cho 40 ml dung dịch phân hủy (4.1), đậy nắp và đun nóng từ từ cho đến khi phần mẫu thử hòa tan hết, sau đó đun nóng tới khoảng 90^oC cho đến khi khói nitơ bay hết. Rửa nắp và thành cốc và làm nguội.

7.2.3. Đối với hàm lượng kẽm từ 0,001 % đến 0,01 % (m/m), cho toàn bộ dung dịch (7.2.2) vào bình định mức 100 ml, pha loãng đến vạch mức và lắc kỹ.

7.2.4. Đối với hàm lượng kẽm từ 0,005 % đến 0,06 % (m/m), cho toàn bộ dung dịch (7.2.2) vào bình định mức 200 ml, pha loãng đến vạch mức và lắc kỹ.

7.2.5. Đối với hàm lượng kẽm từ 0,05 % đến 0,6 % (m/m), cho toàn bộ dung dịch (7.2.2) vào bình định mức 200 ml, pha loãng đến vạch mức và lắc kỹ. Cho 100 ml dung dịch này vào bình định mức 1000 ml. Pha loãng đến vạch mức và lắc kỹ.

7.2.6. Đối với hàm lượng kẽm từ 0,50 % đến 6 % (m/m), cho toàn bộ dung dịch (7.2.2) vào bình định mức 200 ml, pha loãng đến vạch mức và lắc kỹ. Cho 10,0 ml dung dịch này vào bình định mức 100 ml. Pha loãng đến vạch mức và lắc kỹ.

7.3. Đo quang phổ

7.3.1. Chuẩn bị thiết bị1)

Đóng hệ thống điện và để sấy máy. Điều chỉnh đèn catốt rỗng kẽm và đặt bước sóng 213,8 nm. Điều chỉnh ngọn lửa không khí axetylen.

7.3.2. Đo các dung dịch chuẩn so sánh

Cho các phần dung dịch chuẩn so sánh vào các cốc, nhỏ và phun vào ngọn lửa. Cẩn thận duy trì tốc độ phun không đổi cho toàn bộ các dung dịch chuẩn so sánh. Ghi lại độ hấp thụ của từng dung dịch trên. Sau mỗi lần phun dung dịch chuẩn so sánh, cần phun một ít nước để làm sạch vòi đốt.

Có thể cần khuyếch đại tín hiệu đo đối với dãy các dung dịch chuẩn so sánh có nồng độ kẽm thấp (7.1.1).

7.3.3. Xây dựng đường chuẩn

Dùng kết quả các phép đo từ 7.3.2, vẽ đường chuẩn có hoành độ biểu thị nồng độ kẽm (mg/100 ml) và tung độ biểu thị các giá trị độ hấp thụ tương ứng trên trục tung, loại trừ giá trị mẫu trắng cho từng giá trị chuẩn.

CHÚ THÍCH Các công trình mới đây đã chỉ ra rằng đường chuẩn có thể mất ý nghĩa bởi độ cong quá mức. Độ cong không thể chấp nhận được khi độ hấp thụ ở giữa đường chuẩn vượt quá 0,55 lần độ hấp thụ của dung dịch chuẩn lớn nhất. Nếu gặp phải tình huống này, các dung dịch chuẩn (7.1) phải pha loãng đến thể tích chuẩn nhỏ nhất cần thiết để đạt được chuẩn cứ độ cong đã định. Các dung dịch thử (7.2) cũng cần phải được pha loãng trong cùng một tỷ lệ.

7.3.4. Đo dung dịch thử

Đo các độ hấp thụ của dung dịch thử và dung dịch mẫu trắng bằng cùng cách như các dung dịch chuẩn so sánh (7.3.2). Đặt dung dịch thử cùng với hai dung dịch chuẩn so sánh thích hợp. Đo lần lượt và không gián đoạn để giảm tới tối thiểu dao động của máy đo.

7.4. Mẫu trắng

Mẫu trắng được làm đồng thời với quá trình xác định và theo cùng cách tiến hành, dùng cùng lượng các hóa chất và đồng tinh khiết như trong quá trình xác định mẫu thực nhưng không có phần mẫu thử.

7.5. Thử kiểm tra

Thử sơ bộ thiết bị bằng việc chuẩn bị một dung dịch vật liệu chuẩn hoặc một mẫu tổng hợp chứa một lượng kẽm đã biết và có thành phần tương tự như vật liệu cần phân tích, và tiến hành theo cách đã quy định trong 7.2 và 7.3.

8. Cách tính kết quả

Dùng đường chuẩn thích hợp (7.3.3), xác định lượng kẽm trong dung dịch thử tương ứng với độ hấp thụ đo được. Hàm lượng kẽm theo phần trăm khối lượng được tính theo công thức:

trong đó:

m_o là khối lượng của phần mẫu thử, tính bằng gam (1g);

m₁ là khối lượng kẽm trong dung dịch mẫu trắng, tính bằng miligam;

m₂ là khối lượng kẽm trong dung dịch thử, tính bằng miligam;

f là tỷ số giữa thể tích bình thứ nhất và thể tích đã chuyển vào bình thứ hai ml/ml; f = 1 khi bình thứ nhất chứa dung dịch thử cuối cùng, tức là nếu không có sự pha loãng kế tiếp.

V là thể tích của bình chứa dung dịch thử cuối cùng, tính bằng mililít.

9. Biên bản thử

Biên bản thử gồm có các nội dung sau:

a) xác định mẫu thử;