Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5548:1991 quy định phương pháp hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng các tạp chất bao gồm bitmut (Bi), antimon (Sb), chì (Pb) và sắt (Fe) trong hợp kim vàng. Đây là phương pháp phân tích hóa học hiện đại, có độ nhạy và độ chính xác cao, đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng, định lượng thành phần kim loại quý phục vụ cho công tác kiểm định và chế tác vàng.
Phạm vi áp dụng và nguyên lý của phương phápTiêu chuẩn này áp dụng cho các loại hợp kim vàng có chứa các thành phần tạp chất bitmut, antimon, chì và sắt trong phạm vi hàm lượng quy định. Nguyên lý của phương pháp dựa trên các bước kỹ thuật cơ bản sau:
- Hòa tan mẫu thử: Mẫu hợp kim vàng được hòa tan bằng dung dịch axit thích hợp (thường sử dụng nước cường toan - hỗn hợp axit nitric và axit clohydric) để chuyển các kim loại cần xác định về dạng dung dịch muối.
- Hóa hơi và nguyên tử hóa: Dung dịch mẫu sau khi chuẩn bị được phun vào ngọn lửa của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử để chuyển các ion kim loại thành các nguyên tử tự do ở trạng thái cơ bản.
- Đo độ hấp thụ quang phổ: Tiến hành đo độ hấp thụ bức xạ cộng hưởng của các nguyên tử bitmut, antimon, chì và sắt ở các vạch phổ đặc trưng tương ứng. Hàm lượng của từng nguyên tố được xác định bằng cách so sánh cường độ hấp thụ ánh sáng của mẫu thử với các dung dịch tiêu chuẩn đã biết trước nồng độ.
Để tiến hành thử nghiệm theo đúng quy chuẩn của TCVN 5548:1991, phòng thí nghiệm cần trang bị đầy đủ các thiết bị và hóa chất đạt tiêu chuẩn tinh khiết phân tích:
- Thiết bị đo: Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) được trang bị các đèn catốt rỗng (HCL) hoặc đèn phóng điện không cực (EDL) phù hợp cho từng nguyên tố cần xác định (Bi, Sb, Pb, Fe).
- Hóa chất và dung dịch: Axit clohydric (HCl), axit nitric (HNO3) có độ tinh khiết hóa học cao; nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương để pha chế dung dịch mẫu và dung dịch tiêu chuẩn.
- Dung dịch tiêu chuẩn: Các dung dịch tiêu chuẩn gốc của bitmut, antimon, chì và sắt được pha chế từ các kim loại tinh khiết hoặc các muối tinh khiết hóa học để xây dựng đường chuẩn phục vụ phép đo.
Quy trình phân tích được thực hiện nghiêm ngặt qua các bước sau để đảm bảo độ chính xác cao nhất:
- Chuẩn bị mẫu thử: Cân một lượng mẫu hợp kim vàng xác định (tùy thuộc vào hàm lượng dự kiến của các tạp chất) với độ chính xác theo quy định của tiêu chuẩn.
- Hòa tan mẫu: Tiến hành hòa tan mẫu trong cốc thủy tinh bằng hỗn hợp axit, đun nóng nhẹ cho đến khi mẫu tan hoàn toàn, sau đó làm nguội và chuyển vào bình định mức, định mức bằng nước cất đến vạch quy định.
- Xây dựng đường chuẩn: Pha chế một loạt các dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ tăng dần của các nguyên tố cần đo. Đo độ hấp thụ của các dung dịch này để vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ và độ hấp thụ (đường chuẩn).
- Đo mẫu: Tiến hành đo độ hấp thụ của dung dịch mẫu thử trong cùng điều kiện đo của dung dịch tiêu chuẩn để xác định nồng độ của từng tạp chất.
Hàm lượng của từng nguyên tố (bitmut, antimon, chì, sắt) trong hợp kim vàng được tính toán dựa trên công thức quy định trong tiêu chuẩn:
- Công thức tính: Kết quả được tính bằng phần trăm khối lượng (%) dựa vào nồng độ tìm được từ đường chuẩn, thể tích dung dịch mẫu và khối lượng mẫu cân ban đầu.
- Độ lặp lại và độ tái lập: Tiêu chuẩn quy định rõ sai số cho phép giữa các lần xác định song song. Nếu chênh lệch giữa hai kết quả đo vượt quá giới hạn cho phép, phép phân tích phải được thực hiện lại để đảm bảo tính khách quan và chính xác.
PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ NGUYÊN TỬ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG BISMUT, ANTIMON, CHÌ VÀ SẮT
Gold allcys
Method of Atomic absorption azalysis for determination of bismute, antimon, lend and iron content
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp hấp thụ nguyên tử xác định hàm lượng bismut, antimon, chì (hàm lượng mỗi nguyên tố từ 0,002 đến 0,1%) và sắt (hàm lượng từ 0,01% đến 0,20%) trong hợp kim vàng – bạc, vàng – bạc – đồng và vàng – đồng.
Phương pháp dựa trên cơ sở làm bay hơi và nguyên tử hóa dung dịch mẫu trong ngọn lửa của hỗn hợp khí axetylen không khí, do cường độ vạch hấp thụ nguyên tử của nguyên tố xác định. Mối quan hệ giữa độ hấp thụ và nồng độ nguyên tố trong dung dịch được xác định bằng phương pháp đồ thị tiêu chuẩn hoặc phương pháp thêm tiêu chuẩn.
Yêu cầu chung của phương pháp phân tích theo TCVN
3. Thiết bị, thuốc thử và dung dịch
Máy hấp thụ nguyên tử Pye Unicam SP-9 hoặc máy có đặc tính kỹ thuật tương đương;
Đèn ca tốt rỗng để xác định Bismuth, antimon, chì, sắt;
Cân phân tích có độ chính xác 0,0002g;
Bếp điện;
Đèn khí axetylen;
Pipet khắc độ 1, 5, 10ml và Pipet 25ml;
Cốc chịu nhiệt 100, 150, 250ml;
Giấp lọc băng vàng;
Axít clohidric d 1,19 và dung dịch 1:5;
Axít nitric d 1,42 và dung dịch 1:1;
Bismut kim loại TKPT;
Antimon kim loại TKPT;
Chì kim loại TKPT;
Sắt kim loại TKPT;
3.1. Chuẩn bị các dung dịch tiêu chuẩn gốc
Dung dịch tiêu chuẩn Bismut, sắt 1mg/ml
Hòa tan 0,1 gam mỗi kim loại bằng cách làm đun nóng trong 10ml axít nitric 1:1, làm bay hơi dung dịch đến thể tích 3-4ml, thêm 20ml dung dịch axít clohidric 1:5, chuyển dung dịch chứa kim loại vào bình định mức dung tích 100ml. Định mức bằng axít clohidric 1:5 đến vạch. Lắc kỹ dung dịch.
Dung dịch tiêu chuẩn antimon 1mg/ml
Hòa tan 0,1 gam antimon kim loại bằng cách đun nóng trong 20ml hỗn hợp axít clohidric và axít nitric 3:1, làm bay hơi dung dịch đến thể tích 2-3ml, thêm 20ml dung dich axít clohidric 1:5, chuyển dung dịch vào bình định mức 100ml. Định mức bằng dung dịch axít clohidric 1:5 đến vạch. Lắc kỹ dung dịch.
Dung dịch tiêu chuẩn chì 1mg/ml
Hòa tan 0,1 gam chì kim loại bằng cách đun nóng trong 10ml axít nitric 1:1, chuyển dung dịch vào bình định mức 100ml. Định mức bằng dung dịch bằng nước đến vạch. Lắc kỹ dung dịch.
3.2. Chuẩn bị các dung dịch tiêu chuẩn làm việc.
Dung dịch A.
Từ các dung dịch gốc, mỗi dung dịch lấy 10ml, lần lượt cho vào các bình định mức 100ml. Định mức đến vạch bằng dung dịch axít clohidric 1:5. Lắc kỹ dung dịch.
1ml dung dịch A chứa 100mkg nguyên tố xác định.
Dung dịch B.
Từ các dung dịch A, mỗi dung dịch lấy 10ml lần lượt cho vào các bình định mức 100ml. Định mức đến vạch bằng dung dịch axít clohidric 1:5 - Lắc kỹ dung dịch.
1ml dung dịch B chứa 10mkg nguyên tố xác định.
4.1. Chuẩn bị mẫu.
Mẫu phân tích được làm sạch bề mặt theo TCVN… và được dát mỏng, cắt vụn nhỏ.
Mỗi mẫu phân tích cân hai lượng cân từ 0,2gam đến 0,5gam (tùy hàm lượng của tạp chất) cho vào cốc 100-150ml, hòa tan mẫu bằng 10-30ml hỗn hợp axít clohidric và axít nitric 3:1 mới chuẩn bị, đun nóng nhẹ. Mỗi lần hòa tan có thể cho 7 đến 10ml hỗn hợp axít. Sau khi mẫu tan làm bay hơi dung dịch đến còn thể tích 3-5ml, thêm 10-15ml dung dịch axít clohidric 1:5. Đun nóng dung dịch, lọc gạn dung dịch trên giấy lọc băng vàng. Cho 10ml dung dịch axít clohidric 1:5 vào cốc có kết tủa, đun nóng. Lọc dung dịch và chuyển kết tủa lên giấy lọc, rửa kết tủa bằng dung dịch axít clohidric 1:5, sau bằng nước nóng đến hết phản ứng axít và đến khi nước rửa không cho phản ứng với ion Cu+ (thử bằng kaliferoxyanua không cho kết tủa màu nâu đỏ).
Dung dịch thu được chuyển vào bình định mức 50ml hoặc 100ml (tùy hàm lượng tạp chất bảng 1) . Định mức bằng dung dịch axít clohidric 1:5 đến vạch - Lắc kỹ dung dịch.
Bảng 1
| Hàm lượng tạp chất, % | Lượng cân, g | Thể tích dung dịch mẫu, ml |
| Từ 0,002 đến 0,020 Trên 0,020 - 0,050 Trên 0,050 - 0,20 | 0,5 0,2 0,2 | 50 50 100 |
Đối với mẫu hợp kim vàng - đồng, sau khi hòa tan mẫu, làm bay hơi dung dịch còn đến thể tích 3-5ml, chuyển dung dịch vào bình định mức, định mức bằng dung dịch axít clohidric 1:5 đến vạch - Lắc kỹ dung dịch.
4.2. Chuẩn bị dãy dung dịch tiêu chuẩn
4.2.1. Chuẩn bị dãy dung dịch tiêu chuẩn để xác định hàm lượng tạp chất trong hợp kim vàng - bạc bằng phương pháp đồ thị tiêu chuẩn.
Dãy dung dịch tiêu chuẩn của nguyên tố xác định thiết lập theo thứ tự 0,2; 0,5; 1; 2,5 mkg/ml và được tiến hành như sau: lần lượt lấy một lượng dung dịch tiêu chuẩn A hoặc B (bảng 2) cho vào bình định mức dung dịch 50ml. Định mức đến vạch bằng dung dịch axít clohidric 1:5. Lắc kỹ dung dịch.
Bảng 2
| Dung dịch tiêu chuẩn | Thể tích dung dịch tiêu chuẩn A hoặc B, ml | Nồng độ nguyên tố, mkg/ml |
|
1 2
3 4 5 | Dung dịch B 1,0 2,5 Dung dịch A 0,5 1,0 2,5 |
0,2 0,5
1,0 2,0 5,0 |
4.2.2. Chuẩn bị dãy dung dịch tiêu chuẩn để xác định hàm lượng tạp chất trong hợp kim vàng - bạc - đồng và vàng - đồng bằng phương pháp thêm tiêu chuẩn, cách tiến hành như sau. Từ dung dịch mẫu (điều 4.1). Lấy 3 lượng dung dịch như nhau cho vào bình định mức 10ml hoặc 25ml. Thêm vào dung dịch thứ nhất dung dịch tiêu chuẩn A hoặc B có lượng nguyên tố xác định gần với lượng nguyên tố trong dung dịch mẫu phân tích và dung dịch thứ hai có lượng nguyên tố xác định gấp hai lần. Phần dung dịch thứ ba được làm cân bằng với thể tích của hai dung dịch đầu bằng dung dịch axít clohidric 1:5. Nếu thể tích không được cân bằng thì khi tính toán phải chú ý đến sự pha loãng.
Chú ý lượng dung dịch được lấy ra từ dung dịch mẫu và lượng dung dịch chuẩn thêm vào được tính toán sao cho giá trị độ hấp thụ nằm trong khoảng tuyến tính của đồ thị tiêu chuẩn (điều 4.2.1)
4.3. Tiến hành phân tích
Tiến hành đo cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử theo các điều kiện dẫn ra trong bảng 3.
Bảng 3
| Nguyên tố xác định | Bismut | Antimon | Chì | Sắt |
| Độ dài bước sóng, nm | 223,06 | 217,58 | 283,31 | 248,33 |
| Khe sáng, nm | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Góc nghiêng của đèn nguyên tử hóa | 00 | 00 | 00 | 00 |
| Tỷ lệ thành phần khí đốt không khí axetylen | 4/1,2 | 4/1,2 | 4/1,2 | 4/1,2 |
| Cường độ dòng đèn catot-rỗng, mA | Bằng 80% cường độ dòng điện cực đại ghi trên đèn. | |||
5.1. Hàm lượng nguyên tố tạp chất tính theo phương pháp đồ thị tiêu chuẩn:
10-4
Trong đó:
X: Hàm lượng nguyên tố tạp chất tính theo phần trăm, %;
C: Nồng độ nguyên tố tính theo đồ thị tiêu chuẩn, mkg/ml;
V: Thể tích dung dịch mẫu, ml;
m: Lượng cân mẫu, g;
5.2. Hàm lượng nguyên tố tạp chất tính theo phương pháp thêm tiêu chuẩn:
10-4
Trong đó:
X: Hàm lượng nguyên tố tạp chất tính theo phần trăm, %;
: Nồng độ của nguyên tố xác định, mkg/ml được tính như sau:
C1, C2: Nồng độ nguyên tố trong dung dịch thêm tiêu chuẩn, mkg/ml;
Do: Cường độ vạch hấp thụ nguyên tử của dung dịch không thêm dung dịch tiêu chuẩn.
D1, D2: Cường độ vạch hấp thụ nguyên tử của dung dịch thêm dung dịch tiêu chuẩn.
V: Thể tích dung dịch mẫu, ml;
K: Hệ số pha loãng;
m: Lượng cân mẫu, g;
Kết quả phân tích là giá trị trung bình số học của hai kết quả phân tích song song.
Sai lệch của kết quả xác định song song hoặc của kết quả xác định giữa hai người phân tích với độ tin cậy P=0,95 không vượt giá trị sai lệch cho phép được dẫn ra trong bảng 4.
Bảng 4
| Hàm lượng nguyên tố | Sai lệch tuyệt đối cho phép |
| 0,0020 | 0,0008 |
| 0,0030 | 0,0010 |
| 0,0050 | 0,0015 |
| 0,0080 | 0,0025 |
| 0,010 | 0,002 |
| 0,020 | 0,004 |
| 0,050 | 0,010 |
| 0,100 | 0,020 |
| 0,200 | 0,030 |
- 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5546:1991 về Vàng và hợp kim vàng - Phương pháp thử lửa do Ủy ban Khoa học Nhà nước ban hành
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5547:1991 về Hợp kim vàng - Phương pháp xác định hàm lượng vàng và bạc
- 3 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5051:1990 (ST 1254-78) về Hợp kim cứng - Phương pháp xác định lực kháng từ do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành
- 4 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7054:2002 về Vàng thương phẩm - Yêu cầu kỹ thuật do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 5 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7055:2002 về Vàng và hợp kim vàng - Phương pháp huỳnh quang tia x để xác định hàm lượng vàng do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 6 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5545:1991 về Vàng và hợp kim vàng - Phương pháp thử tỷ trọng chuyển đổi năm 2008 do Ủy ban Khoa học Nhà nước ban hành
- 7 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5632:1991 về Vàng và hợp kim vàng - Phương pháp thử trên đá do Ủy ban Khoa học Nhà nước ban hành
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9875:2013 về Xác định hàm lượng vàng trong hợp kim vàng trang sức - Phương pháp cupen hóa (hỏa luyện)
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5195:2014 về Vàng và hợp kim vàng - Mác
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5197:1990 về Hợp kim vàng - Yêu cầu chung đối với phương pháp phân tích
- 11 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5543:1991 (ISO 8654 : 1987)về Mầu của hợp kim vàng - Định nghĩa, bảng mầu và ký hiệu
- 1 Quyết định 2123/QĐ-BKHCN năm 2008 công bố tiêu chuẩn quốc gia do Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5546:1991 về Vàng và hợp kim vàng - Phương pháp thử lửa do Ủy ban Khoa học Nhà nước ban hành
- 3 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5547:1991 về Hợp kim vàng - Phương pháp xác định hàm lượng vàng và bạc
- 4 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5051:1990 (ST 1254-78) về Hợp kim cứng - Phương pháp xác định lực kháng từ do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành
- 5 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7054:2002 về Vàng thương phẩm - Yêu cầu kỹ thuật do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 6 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7055:2002 về Vàng và hợp kim vàng - Phương pháp huỳnh quang tia x để xác định hàm lượng vàng do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 7 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5545:1991 về Vàng và hợp kim vàng - Phương pháp thử tỷ trọng chuyển đổi năm 2008 do Ủy ban Khoa học Nhà nước ban hành
- 8 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5632:1991 về Vàng và hợp kim vàng - Phương pháp thử trên đá do Ủy ban Khoa học Nhà nước ban hành
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9875:2013 về Xác định hàm lượng vàng trong hợp kim vàng trang sức - Phương pháp cupen hóa (hỏa luyện)
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5195:2014 về Vàng và hợp kim vàng - Mác
- 11 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5197:1990 về Hợp kim vàng - Yêu cầu chung đối với phương pháp phân tích
- 12 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5543:1991 (ISO 8654 : 1987)về Mầu của hợp kim vàng - Định nghĩa, bảng mầu và ký hiệu