Điều 3.Phương pháp thí nghiệm trị số axit

Điều 3.Phương pháp thí nghiệm trị số axit

Cần 8 ÷ 10g dầu với độ chính xác đến 0,01g trong bình nón sạch, đã biết trọng lượng. Trong một bình nón khác lấy vào 50ml dung môi (etanol hoặc 2-propanol. Nếu dùng etanol, bình nón chuẩn độ phải đậy nút có lắp ống làm lạnh ngược và gia nhiệt đến 80^oC trong 5 phút trên bếp điện và lắc liên tục để khử khí CO2).

Cho thêm 0,5ml chỉ thị alkaliblue và trung hoà bằng dung dịch hydroxyt kali 0,05N đến khi chuyển sang màu đỏ (màu của dung dịch Co(NO₃)₂ .6H₂O 10% trong nước) và duy trì ít nhất 15 giây.

Rót dung môi đã trung hòa vào bình nón đã cân dầu (nếu dùng etanol, đậy kín bình nón bằng nút có lắp ống làm lạnh ngược, đun sôi trên bếp điện hai phút, trong khi đun lắc liên tục). Cho thêm 0,5ml chỉ thị alkaliblue vào hỗn hợp và chuẩn độ bằng dung dịch hydroxyt kali 0,05N đến khi xuất hiện màu đỏ.

Đọc thể tích dung dịch chuẩn độ chính xác đến 0,001ml.

c. Tính toán

Trị số axit K (mg KOH/1g dầu) được tính như sau:

Trong đó:

V: luợng dung dịch hydroxyt kali nồng độ 0,05N dùng để chuẩn mẫu dầu (ml)

T: độ chuẩn của dung dịch hydroxyt kali nồng độ 0,05N (mg/ml)

G: lượng dầu cân để thí nghiệm (g)

Trị số axit của dầu thí nghiệm được tính là giá trị trung bình của các kết quả thí nghiệm song song.

Sai khác giữa hai lần thí nghiệm song song cho phép là:

- Khi trị số axit đến 0,1mg KOH/1g dầu không lớn hơn 0,02

- Khi trị số axit từ 0,1 đến 1,0mg KOH/1g dầu không lớn hơn 0,05

- Khi trị số axit lớn hơn 1,0mg KOH/1g dầu không lớn hơn 0,1
18.1.2. Chuẩn độ với chỉ thị p-naphtholbenzein

a. Các hoá chất và dụng cụ chủ yếu

- Dung dịch hyđrôxyt kali nồng độ 0,05N pha trong 2-propanol.

- Chỉ thị p-naphtholbenzein nồng độ 1% pha trong 2-propanol.

- 2-propanol khan.

- Bình nón, buret, pipet.

- Dung dịch Co(NO₃)₂ .6H₂O 10% trong nước.

- Toluen (CH₃-C₆H₅).

- Dung môi chuẩn độ: 500ml toluen + 495ml 2-propanol + 5ml nước cất.

b. Tiến hành thí nghiệm

Trong bình nón đã biết trọng lượng cân 8÷10g dầu. Trong bình nón khác rót vào 50ml hỗn hợp dung môi chuẩn độ, thêm 0,5ml chỉ thị p-naphtholbenzein và trung hoà bằng dung dịch hydroxyt kali nồng độ 0,05N đến khi chuyển màu từ vàng-da cam (yellow-Orange) sang màu xanh-đen (Green-Black) và duy trì ít nhất 15 giây.

Rót hỗn hợp dung môi chuẩn độ đã được trung hoà vào bình nón đựng lượng dầu đã cân. Lắc đều, chuẩn độ bằng dung dịch hydroxyt kali nồng độ 0,05N đến khi chuyển sang màu xanh-nâu (Green-Brown) và duy trì ít nhất 15 giây.

Đọc thể tích dung dịch chuẩn độ chính xác đến 0,001ml.

Như mục c khoản 18.1.1 Điều này.

Sai khác giữa hai lần thí nghiệm song song cho phép là:

- Khi trị số axit từ 0,0 đến 0,1mg KOH/1g dầu không lớn hơn 0,03

- Khi trị số axit từ 0,1 đến 0,5mg KOH/1g dầu không lớn hơn 0,05

- Khi trị số axit từ 0,5 đến 1,0mg KOH/1g dầu không lớn hơn 0,08

- Khi trị số axit từ 1,0 đến 2,0mg KOH/1g dầu không lớn hơn 0,12

Phương pháp này xác định trị số axít có trong sản phẩm dầu khoáng và chất bôi trơn tan hoặc ít tan trong hỗn hợp toluene và 2-propanol. Khoảng trị số axít xác định cho kết quả chính xác là 0.1 đến 150 mgKOH/1g dầu.

- Chuẩn độ tự động: theo các thông số lựa chọn khi thiết lập phương pháp thí nghiệm (Tốc độ cấp dung dịch chuẩn độ, điểm kết thúc chuẩn độ, công thức tính, hình thức hiển thị kết quả.v.v.theo chỉ dẫn sử dụng thiết bị của nhà chế tạo) máy sẽ tự động thực hiện quá trình chuẩn độ, tính toán và hiển thị kết quả.

- Chuẩn độ thủ công: thể tích chất chuẩn độ thêm vào lớn nhất là 0.5ml, nhỏ nhất là 0.05ml. Chỉ thị điểm kết thúc chuẩn độ bằng điện thế kế hoặc pH-met.

- Cặp điện cực phù hợp với máy để chuẩn độ axít trong dung môi hữu cơ.

- Cốc thí nghiệm dung tích 250ml

- Khuấy từ và thanh khuấy

- Buret tự động theo máy hoặc buret thủy tinh có khả năng cấp thể tích 0,001ml

c. Hóa chất

- Dung dịch 1M-3M LiCl/EtOH

- 2-propanol khan

- KOH

- Dung dịch HCl chuẩn 0.1N

- Dung dịch đệm (buffer) pH=4, pH=7, pH=11

- Dung dịch KOH chuẩn 0,1N; 0,05N

Chuẩn độ trắng (blank) được xác định hàng ngày trước khi sử dụng

- Cân 18÷22 gram mẫu cho vào cốc thí nghiệm, sau đó cho tiếp 125ml dung môi.

- Lắp cốc vào máy, bật khuấy từ để khuấy cho tan đều mẫu trong dung môi.

- Vận hành máy để chuẩn độ tự động (máy sẽ tự động thực hiện quá trình chuẩn độ, tính toán và hiển thị kết quả theo phương pháp thí nghiệm đã chọn).

- Nếu vận hành thủ công: dùng buret cấp dung dịch chuẩn độ (thể tích chất chuẩn độ thêm vào giảm dần từ 0.5ml đến 0.05ml). Chỉ thị điểm kết thúc chuẩn độ bằng điện thế kế hoặc pH-met khi chuẩn độ đến điện thế (mV) tương ứng với dung dịch đệm (buffer) có giá trị pH = 11. Ghi lại thể tích dung dịch KOH đã dùng để chuẩn độ mẫu dầu (A).

- Chuẩn độ trắng: thực hiện chuẩn độ tương tự với cùng thể tích dung môi (B).

Trị số axít K (mg KOH/1g dầu) được tính theo công thức sau:

A : thể tích dung dịch KOH dùng để chuẩn độ mẫu đến điểm cuối

(là giá trị điện thế của dung dịch đệm pH 11) (ml)

B: thể tích dung dịch KOH dùng để chuẩn độ trắng (ml)

M: nồng độ dung dịch KOH (N)

W: khối lượng mẫu (g)

56,1: trọng lượng phân tử của KOH (g)

f. Sai số

1. Độ lặp lại giữa hai kết quả được thực hiện bởi cùng một nhân viên thí nghiệm

Dầu mới = 0,044 (X+1)

Dầu đã sử dụng = 0,117 X

X – giá trị trung bình của hai kết quả thí nghiệm song song.

2. Độ tái lặp giữa hai kết quả được thực hiện bởi hai nhân viên thí nghiệm khác nhau hoặc phòng thí nghiệm khác:

Dầu mới = 0,141 (X+1)

Dầu đã sử dụng = 0,44 X

X – giá trị trung bình cùa hai kết quả thí nghiệm

18.4. Thí nghiệm axit-bazơ hoà tan trong nước

a. Hoá chất và các dụng cụ chủ yếu

- Phễu chiết đuôi dài dung tích 250ml

- ống nghiệm thuỷ tinh loại 10ml hoặc 20ml

- Dung dịch NaOH nồng độ 0,05N pha trong nước

Lấy vào phễu chiết đuôi dài 50ml dầu đã được đun nóng đến 70÷80^oC và 50ml nước cất trung tính cũng đã được đun nóng đến nhiệt độ như vậy, lắc kỹ 5 phút.

Sau khi để lắng, tháo lớp nước ra hai ống nghiệm. Trong ống nghiệm thứ nhất cho vào hai giọt chỉ thị metyl da cam. So sánh màu sắc của dung dịch đựng trong ống nghiệm này với màu sắc của ống nghiệm khác cũng chứa một thể tích như vậy nước cất với hai giọt chỉ thị metyl da cam. Nếu dung dịch có màu đỏ hoa hồng thì dầu có chứa axit hoà tan trong nước.

Trong ống nghiệm thứ hai cho vào ba giọt chỉ thị phenolphtalein. Nếu dung dịch có màu hồng thì dầu có kiềm hoà tan trong nước.

Nếu lớp nước tách ra có phản ứng kiềm theo phenolphtalein hay là tạo thành nhũ tương bền khi lắc dầu với nước thì phải làm thí nghiệm kiểm tra bằng cách dùng dung dịch etanol - nước (1:1) đã trung hoà và đun nóng đến 50^oC, xử lý nó tương tự như xử lý bằng nước nóng đã nêu ở trên.

Dầu được coi là không có kiềm tự do khi lớp etanol tách ra không có màu khi nhỏ phenolphtalein và không có axit hoà tan trong nước khi lớp etanol tách ra không làm thay đổi màu của metyl da cam.

- Định lượng axit-bazơ hoà tan trong nước

+ Gom toàn bộ phần nước chiết vào bình tam giác 250ml cho vào 2-3 giọt chỉ thị metyl da cam 0,1% sau đó dùng dung dịch kiềm NaOH 0,05N chuẩn tới khi dung dịch chuyển từ màu hồng sang màu vàng.

+ Tính toán kết quả: tương tự mục c khoản 18.1.1 điều này.

18.5. Pha chế dung dịch tiêu chuẩn

a. Dung dịch tiêu chuẩn KOH 0,1N pha trong etanol hoặc 2-propanol

- Cân 6,0±0,1g hydroxit kali hạt hoà tan trong khoảng 500 ÷ 600ml etanol hoặc 2-propanol trong bình cầu chịu nhiệt dung tích 1lít có gắn ống làm lạnh. Tiến hành đun sôi khoảng 10 phút, để nguội đến nhiệt độ phòng. Nút kín và để lắng 48 giờ. Tiến hành lọc qua phiễu lọc xốp bằng thuỷ tinh hoặc sứ. Dung dịch sau lọc được chuyển vào bình định mức 1lít, dùng etanol hoặc 2-propanol (đã đun sôi để nguội để khử CO₂) bổ sung tới vạch mức. Dung dịch được chuyển sang chai chịu hoá chất có gắn ống khử CO₂ không khí thâm nhập (trong ống được nạp hạt NaOH hoặc chất tương tự).

- Xác định độ chuẩn của dung dịch (T):

Cân chính xác m = 0,1 ÷ 0,15g tinh thể kali biphtalat đã sấy kỹ trước khi sử dụng. Hoà tan vào 100ml nước cất đã khử CO₂ (nước cất đun sôi để nguội). Thêm 2 ÷ 3 giọt chỉ thị phenolphtalein 1% pha trong cồn. Chuẩn độ bằng dung dịch hydroxit kali 0,1N cho tới khi xuất hiện màu hồng (V).

- Tính độ chuẩn (T) của dung dịch hydroxit kali (mgKOH/ml):

Trong đó:

V : thể tích của dung dịch KOH 0,1N dùng chuẩn độ (ml).

m : trọng lượng cân của kali biphtalat(g) (KHC₈H₄O₄, trọng lượng phân tử là 204,25g)

56,1 : trọng lượng phân tử của KOH (g)

1000: hệ số chuyển đổi gam sang miligam

T : độ chuẩn của dung dịch KOH 0,1N (mg/ml)

- Kết quả là giá trị trung bình của ít nhất 2 lần chuẩn độ song song, chênh lệch không lớn hơn 0,03mg/ml.

- Đong chính xác 50±0,1ml dung dịch tiêu chuẩn KOH 0,1N pha trong etanol hoặc 2-propanol đã được hiệu chuẩn chính xác nồng độ chuyển vào bình định mức 100ml. Dùng etanol hoặc 2-propanol điền tới vạch mức.

- Xác định độ chuẩn của dung dịch: tiến hành tương tự như phần trên. Lượng cân của kali biphtalat trong khoảng 0,05 ÷ 0,07g.

Chú ý:

1. 
   Để xác định độ chuẩn của dung dịch KOH nồng độ 0,1N hoặc 0,05N có thể dùng dung dịch tiêu chuẩn axit HCL 0,1N hoặc 0,05N được pha từ ống chuẩn để chuẩn độ.
   
2. 
   Khi pha chế để pha được dung dịch có nồng độ chính xác, ta thường pha dung dịch có nồng độ lớn hơn. Xác định nồng độ thực tế bằng phương pháp chuẩn độ. Sau đó tiếp tục pha loãng để được dung dịch chuẩn có nồng độ yêu cầu. Tính toán để pha loãng theo công thức sau:
   

Các bước tiến hành:

- Đong chính xác V₁ ± 0,1ml dung dịch nồng độ N₁, cho vào bình định mức có thể tích yêu cầu V₂. Dùng etanol hoặc 2-propanol đã khử CO₂ bổ sung tới vạch mức.

- Xác định nồng độ tương tự như phần tương ứng đã nêu ở trên.

- Chuẩn bị tinh thể kali biphtalat:

Kali biphtalat được kết tinh lại từ dung dịch nước ở nhiệt độ thấp hơn 25^oC để tránh tạo thành tinh thể ở dạng kali triphtalat. Tinh thể thu được sấy ở nhiệt độ 110 ÷ 115^oC đến trọng lượng không đổi. Tinh thể kali biphtalat kết tinh lại được bảo quản trong bình hút ẩm, trước khi cân để xác định nồng độ tiến hành sấy lại ở nhiệt độ 110 ÷ 115^oC đến trọng lượng không đổi.

Tương tự mục a, b khoản 18.5 Điều này, nhưng pha trong nước cất.

- Cân 1g alkaliblue 6B hoà tan trong 100ml etanol, thêm 1ml axit HCL 0,1N.

- Sau 24 giờ tiến hành chuẩn độ để kiểm tra độ nhạy của chỉ thị. Chỉ thị nhạy, nếu sự thay đổi màu rõ ràng từ màu xanh sang màu đỏ côban ( màu của dung dịch 10% nitrat côban [Co(NO₃)₂.6H₂O]).

- Nếu chỉ thị chưa đạt độ nhạy yêu cầu cần hiệu chỉnh bằng cách bổ sung thêm một lượng nhỏ dung dịch axit HCL 0,1N, sau 24 giờ kiểm tra lại. Tiếp tục hiệu chỉnh cho tới khi đạt yêu cầu.

- Tiến hành lọc và bảo quản trong chai tối màu.

d. Pha chỉ thị p-naphtholbenzein nồng độ 1% pha trong 2-propanol

Cân 1,0 ± 0,1g bột chỉ thị p-naphtholbenzein hòa tan trong 100ml 2-propanol.

- Cân 1g phenolphtalein, hoà tan trong 80ml etanol và 20ml nước cất.

- Cần pha dung dịch phenolphtalein nồng độ 0,1% trong etanol: lấy 10ml dung dịch trên bổ sung tới 100ml bằng hỗn hợp etanol - nước (1:1).

- Sự chuyển màu của chỉ thị phenolphtalein khi pH = 8,2 ÷ 8,4.

- Hoà tan 0,1g metyl da cam trong 100ml nước cất.

- Dung dịch loãng pha từ dung dịch trên.