Xác định hàm lượng kali oxit (K2O) và natri oxit (Na2O) tổng

Mẫu sau khi phân hủy thành dung dịch bằng hỗn hợp axit flohydric - axit sunfuric được phun vào ngọn lửa axetylen - không khí. Lần lượt đo cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử tự do của nguyên tử kali ở bước sóng 768 nm và natri ở bước sóng 589 nm để từ đó tính ra hàm lượng nguyên tố theo phương pháp đồ thị chuẩn.

Cân khoảng 0,2 g mẫu xi măng chính xác đến 0,0001 g đã chuẩn bị theo điều 6 cho vào chén bạch kim. Thấm ướt mẫu bằng một ít nước, sau đó thêm lần lượt 2 ml dung dịch axit sunfuric (1 + 1), 10 ml dung dịch axit flohydric 40 %. đun trên bếp điện đến thoát khí SO₃, lại thêm 5 ml dung dịch axit flohydric 40 %, lập lại quá trình đun cho đến khi ngừng thoát khí SO₃.

Hòa tan mẫu vào trong cốc dung tích 100 ml bằng dung dịch axit clohydric (1 + 1) và nước nóng, đun cho tan trong. Khuấy đều dung dịch và nhỏ từ từ dung dịch amoni hydroxit 25 % đến khi bốc mùi amoniắc, đun đến 70 ^oC để đông tụ kết tủa hydroxit. Chuyển kết tủa vào bình định mức dung tích 250 ml, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều.

Lọc dung dịch qua giấy lọc không tro chảy trung bình, phễu khô vào bình tam giác khô.

Lấy 10 ml dung dịch lọc cho vào bình định mức 100 ml thêm nước cất đến vạch mức lắc đều . Đem đo mật độ quang trên máy hấp thụ nguyên tử với nguồn bức xạ đơn sắc ở bước sóng 768 nm (cho kali) và 589 nm (cho natri). Tiến hành đồng thời với mẫu trắng.

7.15.3. Tính kết quả

Hàm lượng kali oxit (K₂O) hoặc natri oxit (Na₂O) trong mẫu, tính bằng phần trăm, theo công thức:

K₂O (hoặc Na₂O) = C_t/c x 10^-4

trong đó

D_t/c là mật độ quang của dung dịch chuẩn tương ứng;

D_x là độ hấp thụ của dung dịch mẫu;

V_dm là thể tích định mức của dung dịch mẫu, tính bằng mililit;

K là hệ số pha loãng của dung dịch mẫu;

m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam.

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,10 %.

7.16. Xác định hàm lượng kali oxit (K₂O) và natri oxit (Na₂O) hòa tan

7.16.1. Nguyên tắc

Hòa tan mẫu bằng axit clohydric loãng (chỉ có kali và natri có trong thành phần khoáng của xi măng tan trong axit clohydric loãng. Kali và natri có trong phụ gia không hòa tan trong axit clohydric loãng). Dung dịch được phun vào ngọn lửa axetylen - không khí, lần lượt đo cường độ vạch phổ hấp thụ của nguyên tử tự do của kali ở bước sóng 768 nm và natri ở bước sóng 589 nm ở trạng thái hơi, từ đó tính ra hàm lượng nguyên tố theo phương pháp đồ thị chuẩn.

Cân khoảng 0,2 g mẫu xi măng chính xác đến 0,0001 g đã chuẩn bị theo điều 6 cho vào cốc dung tích 100 ml, thêm 40 ml axit clohydric 10 %, khuấy đều, đậy mặt kính đồng hồ, đun sôi nhẹ trên bếp cách cát trong 30 phút. Khuấy đều dung dịch và nhỏ từ từ dung dịch amoni hydroxit. Chuyển kết tủa vào bình định mức dung tích 250 ml, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều.

Lọc dung dịch qua giấy lọc không tro chảy trung bình, phễu khô vào bình tam giác khô.

Lấy 10 ml dung dịch lọc cho vào bình định mức dung tích 100 ml thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều. Đem đo độ hấp thụ trên máy hấp thụ nguyên tử ở bước sóng 768 nm (cho kali) và 589 nm (cho natri).

Theo điều 7.15.3.

Nếu không có máy hấp thụ nguyên tử có thể dùng máy quang phổ ngọn lửa theo phụ lục A.

7.17. Xác định hàm lượng titan dioxit (TiO₂)

7.17.1. Nguyên tắc

Trong môi trường axit mạnh, titan IV tạo phức với diantipyrilmetan một phức chất màu vàng. Xác định hàm lượng titan dioxit bằng phương pháp so màu ở bước sóng khoảng 400 nm.

Lấy 25 ml dung dịch A (điều 7.3.2 hoặc 7.4.2) cho vào bình định mức dung tích 100 ml, thêm 10 ml axit ascorbic 5 % thêm tiếp 15 ml dung dịch HCl (1 + 1) lắc đều, để yên dung dịch khoảng 30 min.

Thêm vào bình 15 ml dung dịch thuốc thử diantipyrilmetan 2 %, thêm nước tới vạch định mức, lắc đều.

Sau 60 min đo độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng 390 nm đến 400 nm. Từ giá trị độ hấp thụ quang đo được, dựa vào đồ thị chuẩn tìm được hàm lượng titan dioxit có trong bình.

Làm song song một thí nghiệm trắng để hiệu chỉnh kết quả.

* Lập đồ thị chuẩn:

Lấy 8 bình định mức dung tích 100 ml, lần lượt cho vào mỗi bình một thể tích dung dịch tiêu chuẩn titan làm việc (TiO₂ = 0,05 mg/ml) theo thứ tự sau: 0 ml, 2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml, 12 ml và 14 ml, thêm 10 ml axit ascorbic 5 %, thêm tiếp 15 ml dung dịch HCl (1 + 1) lắc đều, để yên dung dịch khoảng 30 min.

Thêm vào bình 15 ml dung dịch thuốc thử diantipyrilmetan 2 %, thêm nước tới vạch định mức, lắc đều.

Sau 60 min đo độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng 390 nm đến 400 nm, dung dịch so sánh là dung dịch mẫu trắng (lấy từ thí nghiệm trắng).

Từ lượng titan dioxit có trong mỗi bình và giá trị độ hấp thụ quang tương ứng xây dựng đồ thị chuẩn.

Hàm lượng titan dioxit (TiO₂) tính bằng phần trăm theo công thức:

% TiO₂ = x 100

trong đó

m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam.

Chênh lệch cho phép giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,04 %.

7.18. Xác định hàm lượng mangan oxit (MnO)

7.18.1. Nguyên tắc

Oxy hóa Mn²⁺ không màu thành MnO₄^- màu tím hồng bằng kali peiodat (KIO₄) hoặc axit peiodic (HIO₄), loại trừ ảnh hưởng của ion sắt (III) bằng axit photphoric. Xác định mangan oxit bằng phương pháp so màu ở bước sóng khoảng 525 nm.

Hút 50 ml dung dịch A (điều 7.3.2 hoặc điều 7.4.2) cho vào bình định mức dung tích 100 ml, thêm 10 ml axit photphoric (1 + 1) và 1,5 g kali peiodat (KIO₄). Đun sôi trên bếp cách thủy đến khi màu tím xuất hiện (nếu màu tím không xuất hiện, giảm nồng độ axit bằng cách thêm từ từ từng giọt amoni hydroxit (NH₄OH) 25 %). Tiếp tục đun sôi khoảng 30 min, để nguội đến nhiệt độ phòng, thêm nước đến vạch mức, lắc đều. Đo độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng 525 nm trong cuvet 10 mm.

Làm song song một thí nghiệm trắng để hiệu chỉnh kết quả.

* Lập đồ thị chuẩn:

Lấy những lượng dung dịch tương ứng từ 1 đến 5 mg MnO cho vào bình định mức dung tích 100 ml; thêm 10 ml axit photphoric (1 + 1) và 1,5 g kali peiodat (KIO₄) … tiến hành như trên. Đo độ hấp thụ quang của dung dịch ở bước sóng 525 nm. Dung dịch so sánh là dung dịch mẫu trắng (lấy từ thí nghiệm trắng).

7.18.3. Tính kết quả

Hàm lượng mangan oxit (MnO), tính bằng phần trăm theo công thức:

% MnO = x 100

trong đó

m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam.

Chênh lệch cho phép giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,04 %.

8. Báo cáo kết quả thử nghiệm

Báo cáo kết quả thử nghiệm bao gồm ít nhất các thông tin sau:

- tên tiêu chuẩn áp dụng;

- các thông tin cần thiết để nhận biết mẫu thử một cách đầy đủ;

- các bước tiến hành thử khác với quy định của tiêu chuẩn này (ghi rõ tài liệu viện dẫn);

- các kết quả thử;

- các tình huống có ảnh hưởng đến kết quả thử;

- ngày, tháng, năm tiến hành thử nghiệm.

(tham khảo)

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KALI OXIT (K₂O), NATRI OXIT (NA₂O) BẰNG MÁY QUANG PHỔ NGỌN LỬA

A.1. Nguyên tắc

Phân hủy mẫu xi măng bằng hỗn hợp axit flohydric và axit sunfuric. Loại sắt, nhôm, titan, canxi, magiê bằng amoni hydroxit và amoni oxalat. Xác định kali và natri bằng máy quang phổ ngọn lửa ở bước sóng 598 nm (cho natri) và 758 nm (cho kali).

Máy quang phổ ngọn lửa.

Hòa tan vào nước 1,8858 g muối natri clorua đã sấy ở nhiệt độ 110 ^oC, chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 1000 ml, thêm nước đến vạch mức, lắc đều. Bảo quản trong bình nhựa.

Lấy vào một loạt bình định mức dung tích 100 ml lần lượt các thể tích 2 ml; 4 ml; 6 ml; 8 ml; 10 ml; 12 ml; 14 ml và 16 ml của dung dịch A. Thêm nước đến vạch, lắc đều, thu được dung dịch chuẩn để làm việc có nồng độ tương ứng 0,002 mg/ml; 0,004 mg/ml; 0,006 mg/ml; 0,008 mg/ml; 0,010 mg/ml; 0,012 mg/ml; 0,014 mg/ml; 0,016 mg/ml của natri oxit tương ứng.

Hòa tan vào nước 1,5835 g muối kali clorua đã sấy ở nhiệt độ 110 ^oC, chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 1 000 ml, thêm nước đến vạch mức, lắc đều. Bảo quản trong bình nhựa.

Được tiến hành như dung dịch tiêu chuẩn làm việc Na₂O.

Cân khoảng 0,25 g mẫu xi măng chính xác đến 0,0001 g đã chuẩn bị theo điều 6 vào chén bạch kim. Tẩm ướt mẫu bằng nước cất, thêm vào chén 1 ml axit sunfuric (1 + 1) và 10 ml axit flohydric 40 %. Đặt chén lên bếp điện cho bay hơi đến khô. Thêm tiếp vào chén 5 ml axit flohydric 40 % vào cho bay hơi đến ngừng bốc khói trắng.

Chuyển cặn còn lại trong chén bạch kim vào cốc thủy tinh bằng axit clohydric (1 + 1) và nước nóng, đun cho tan trong. Khuấy đều dung dịch và nhỏ từ từ amoni hydroxit 25 % đến có mùi amoniắc, đun đến 70 ^oC để đông tụ kết tủa hydroxit. Lọc kết tủa hydroxit qua giấy lọc thô, rửa kết tủa từ 8 lần đến 10 lần bằng nước đun sôi, thu lấy nước lọc và nước rửa. Đun nước lọc, nước rửa rồi thêm vào đó từ 15 ml đến 20 ml dung dịch amoni oxalat bão hòa và từ 2 giọt đến 3 giọt amoni hydroxit 25 %. Để ấm dung dịch từ 3 h đến 4 h, để nguội dung dịch, chuyển vào bình định mức 250 ml, thêm nước đến vạch mức, lắc đều. Lọc dung dịch qua giấy lọc không tro chảy trung bình, phễu khô vào bình tam giác khô.

Tiến hành xác định hàm lượng oxit kim loại trên máy quang phổ ngọn lửa theo phương pháp "Các dung dịch giới hạn". Đầu tiên xác định chỉ số điện kế dung dịch mẫu, sau đó xác định chỉ số điện kế của hai dung dịch chuẩn để phân tích trong đó một dung dịch có chỉ số điện kế lớn hơn, một dung dịch có chỉ số điện kế nhỏ hơn chỉ số điện kế của dung dịch mẫu (của từng oxit kim loại kiềm riêng biệt).

Khi xác định theo phương pháp "Đường chuẩn" cần phải tiến hành phân tích trong cùng điều kiện với đường chuẩn (đường chuẩn được thiết lập từ các dung dịch tiêu chuẩn làm việc của từng oxit kim loại kiềm riêng biệt).

Trước khi phân tích hàng loạt mẫu, cần kiểm tra lại một vài điểm trên đồ thị chuẩn bằng dung dịch chuẩn phân tích.

Hàm lượng kali oxit (K₂O) hoặc natri oxit (Na₂O) tính bằng phần trăm theo công thức:

% K₂O (hoặc Na₂O) = x 100

trong đó

C là nồng độ kali oxit hoặc natri oxit trong dung dịch mẫu đem đo trên máy, tính bằng mg/ml;

m là khối lượng mẫu tương ứng với thể tích mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam.

Giá trị C tính được bằng cách lập đồ thị theo các giá trị tương ứng của hai dung dịch chuẩn để phân tích (trong phương pháp các dung dịch giới hạn) trục tung là chỉ số điện kế, trục hoành là nồng độ dung dịch. Từ chỉ số điện kế của dung dịch mẫu xác định được giá trị C.

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,10 %.
MỤC LỤC

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Quy định chung

4. Hóa chất, Thuốc thử

4.1 Hóa chất rắn

4.2 Hóa chất lỏng, thuốc thử

5. Thiết bị, dụng cụ

6. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử

6.1. Lấy mẫu

6.2. Chuẩn bị mẫu thử

7. Phương pháp thử

7.1. Xác định hàm lượng mất khi nung (MKN)

7.2. Xác định hàm lượng cặn không tan (CKT)

7.3. Xác định hàm lượng silic dioxit (SiO­₂) - Phương pháp nung mẫu với hỗn hợp nung chảy

7.4. Xác định hàm lượng silic dioxit (SiO₂) - Phương pháp phân hủy mẫu bằng axit clohydric và amoni clorua

7.5. Xác định silic dioxit (SiO₂) còn lại trong dung dịch bằng phương pháp so mầu

7.6. Xác định hàm lượng SiO₂ tổng

7.7. Xác định hàm lượng sắt oxit (Fe₂O₃)

7.8. Xác định hàm lượng nhôm oxit (Al₂O₃)

7.9. Xác định hàm lượng canxi oxit (CaO)

7.10. Xác định hàm lượng magiê oxit (MgO)

7.11. Xác định hàm lượng anhydric sunfuric (SO₃)

7.12. Xác định hàm lượng sunfit (S^2-)

7.13. Xác định hàm lượng clorua (Cl^-)

7.14. Xác định hàm lượng canxi oxit tự do

7.15. Xác định hàm lượng kali oxit (K₂O) và natri oxit (Na₂O) tổng

7.16. Xác định hàm lượng kali oxit (K₂O) và natri oxit (Na₂O) hòa tan

7.17. Xác định hàm lượng titan dioxit (TiO₂)

7.18. Xác định hàm lượng mangan oxit (MnO)