Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 379:2006 về vật liệu chịu lửa – phương pháp xác định hàm lượng phốtpho pentôxit do Bộ Xây dựng ban hành

TIÊUrnCHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM

rnrn

TCXDVN 379 : 2006

rnrn

VẬT LIỆUrnCHỊU LỬA – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PHỐTPHO PENTÔXIT

rnrn

Lời nóirnđầu

rnrn

TCVN…: 2006 “ Vật liệu chịu lửa – Phươngrnpháp xác định hàm lượng photpho pentoxit” do Ban Kỹ thuật TCVN/TC33 “Vật liệurnchịu lửa” hoàn thiện trên cơ sở dự thảo của Viện Vật liệu Xây dựng, Bộ Xây dựngrnđề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng xét duyệt, Bộ Khoa học và Côngrnnghệ ban hành.

rnrn

Vật liệu chịu lửa -rnPhương pháp xác định hàm lượng photpho pentoxit (P₂O₅)

rnrn

Refractoryrnmaterials – Test method for determination of phosphorus pentoxide

rnrn

1. Phạm vi áp dụng

rnrn

Tiêu chuẩn này quyrnđịnh phương pháp phân tích hoá học để xác định hàm lượng photpho pentoxit (P₂O₅)rncó hàm lượng nhỏ hơn 5%  trong vật liệu chịu lửa.

rnrn

2.rnTài liệu viện dẫn

rnrn

TCVNrn4851-1989 (ISO 3696:1987) Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm – Yêurncầu kỹ thuật và phương pháp thử.

rnrn

TCVNrn7190 :2002  Vật liệu chịu lửa – Phương pháp lấy mẫu.

rnrn

TCVN 6533:1999 Vật liệu chịu lửa Alumosilicatrn- Phương pháp phân tích hoá học.

rnrn

TCVN 6819 : 2001  Vật liệu chịu lửa chứa Crômrn- Phương pháp phân tích hoá học.

rnrn

3. Quy định chung

rnrn

3.1.rnCân dùng trong quá trình phân tích có độ chính xác đến 0,0001g.

rnrn

3.2.rnHoá chất dùng trong phân tích có độ tinh khiết không thấp hơn “tinh khiết phânrntích” (TKPT).

rnrn

Nướcrndùng trong quá trình phân tích theo TCVN 4851-1989 (ISO 3696:1987) hoặc nước córnđộ tinh khiết tương đương (sau đây gọi là “nước”).

rnrn

3.3.rnHoá chất pha loãng theo tỷ lệ thể tích được đặt trong ngoặc đơn. Ví dụ HClrn(1+3) là dung dịch gồm 1 thể tích HCl đậm đặc với 3 thể tích nước.

rnrn

3.4.rnKhối lượng riêng (d) của thuốc thử đậm đặc được tính bằng gam trên centimetrnkhối (g/cm³).

rnrn

3.5.rnChỉ tiêu phân tích được tiến hành trên mẫu thử đã được gia công theo mục 6.

rnrn

3.6.rnMỗi chỉ tiêu phân tích được tiến hành song song trên hai lượng cân mẫu thử, mộtrnthí nghiệm trắng (bao gồm các lượng thuốc thử và cách tiến hành như đã nêurntrong tiêu chuẩn, nhưng không có mẫu thử) để hiệu chỉnh kết quả. 

rnrn

3.7.rnChênh lệch giữa hai kết quả song song không được lớn hơn giới hạn cho phép. Nếurnlớn hơn phải tiến hành phân tích lại.

rnrn

3.8.rnKết quả cuối cùng là trung bình cộng của hai kết quả phân tích tiến hành songrnsong.

rnrn

4. Hoá chất, Thuốc thử

rnrn

4.1.rnHoá chất rắn, thuốc thử

rnrn

4.1.1.rnNatri cacbonat (Na₂CO₃) khan.

rnrn

4.1.2.rnKali cacbonat (K₂CO₃) khan.

rnrn

4.1.3.rnNatri tetraborat (Na₂B₄O₇) khan.

rnrn

4.1.4.rnKali pyrosunphat (K₂S₂O₇) hoặc kalirnhydrosunphat (KHSO₄)

rnrn

4.1.5.rnHỗn hợp nung chảy 1: trộn đều Na₂CO₃ (4.1.1) với K₂CO₃rn(4.1.2) theo tỷ lệ khối lượng 1:1, bảo quản trong bình nhựa kín.

rnrn

4.1.6. Hỗn hợp nung chảy 2: trộn đều Na₂CO₃rn(4.1.1) với K₂CO₃ (4.1.2) và Na₂B₄O_7rn(4.1.3) theo tỷ lệ khối lượng 1 :1 :1, bảo quản trong bình nhựa kín.

rnrn

4.2.rnHoá chất lỏng

rnrn

4.2.1.rnAxit clohydric (HCl) đậm đặc, d= 1,19.

rnrn

4.2.2.rnAxit clohydric (HCl), dung dịch (1+1).

rnrn

4.2.3.rnAxit flohydric (HF) đậm đặc, d= 1,12.

rnrn

4.2.4.rnAxit sunfuric (H₂SO₄) đậm đặc, d= 1,84.

rnrn

4.2.5.rnAxit sunfuric (H₂SO₄),  dung dịch 10%.

rnrn

4.2.6.rnAxit sunfuric (H₂SO₄),  dung dịch (1+1).

rnrn

4.2.7.rnMetanol (CH₃OH), d = 0,792 hoặc etanol (C₂H₅OH),rnd = 0,789.

rnrn

4.2.8.rnAmoni molipdat ((NH₄)₆Mo₇O₂₄.24H₂O),rndung dịch 10%: 100g Amoni molipdat ((NH₄)₆Mo₇O₂₄.24H₂O)rnpha trong 500ml nước ở nhiệt độ 50⁰C. Làm nguội dung dịch, thêm tiếprn100ml axit sunfuric đặc, làm nguội rồi thêm tiếp nước đến thể tích 1000ml. Bảornquản dung dịch trong bình thuỷ tinh tối màu.

rnrn

4.2.9.rnAxit ascorbic (C₆H₈O₆), dung dịch 10% pharntrong nước. Bảo quản trong bình thủy tinh tối màu, dung dịch bền trong 1 tuần.

rnrn

4.2.10.rnDung dịch tiêu chuẩn gốc P₂O₅ (P₂O₅=rn1000mg/ml):

rnrn

Hoàrntan 1,917 gam  kali dihydro photphat (KH₂PO₄) đã sấy khôrnở nhiệt độ 100⁰C + 5⁰C trong 2 giờ vào cốc thuỷrntinh dung tích 250ml, chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 1000ml, thêmrnnước đến vạch, lắc đều. Dung dịch này có chứa 1000 mgrnP₂O₅/ml.

rnrn

*Dungrndịch tiêu chuẩn (P₂O₅=100mg/ml):

rnrn

Lấyrn100ml dung dịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức 1000ml, thêm nước tới vạchrnmức, lắc đều.

rnrn

5. Thiết bị, dụng cụ

rnrn

5.1.rnTủ sấy đạt nhiệt độ 300⁰C có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ.

rnrn

5.2.rnLò nung đạt nhiệt độ 1000⁰C ± 50⁰C có bộ phận điều chỉnhrnnhiệt độ.

rnrn

5.3.rnChén bạch kim dung tích 30ml hoặc 50ml.

rnrn

5.4.rnBình hút ẩm F140mm hoặc Frn200mm

rnrn

5.5. Giấy lọc định lượng không tro chảy trungrnbình (đường kính lỗ trung bình khoảng 7mm)

rnrn

5.6. Chày, cối nghiền mẫu bằng đồng.

rnrn

5.7rnChày, cối nghiền mẫu bằng mã não.

rnrn

5.8.rnTủ hút hơi độc.

rnrn

5.9.rnMáy so màu quang điện hoặc quang phổ kế UV – VIS, có khả năng đo độ hấp thụrnquang ở bước sóng từ 820 nm – 830nm

rnrn

5.10.rnBếp điện, bếp cách thuỷ.

rnrn

5.11.rnBình định mức dung tích 25ml, 100ml, 200ml, 250ml, 500ml, 1000ml.

rnrn

5.12.rnPipet dung tích 1ml, 2ml, 5ml, 10ml, 20ml, 25ml, 50ml,100ml.

rnrn

5.13.rnỐng đong dung tích 10ml, 20ml, 25ml, 50ml, 500ml,1000ml.

rnrn

5.14.rnSàng, có kích thước lỗ : 0,063mm; 0,10mm; 0,20mm.

rnrn

6. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử

rnrn

6.1. Lấy mẫu

rnrn

 Mẫu vật liệu chịu lửa dùng cho phân tích hoárnhọc được lấy theo các quy định về lấy và chuẩn bị mẫu theo TCVN 7190: 2002.

rnrn

6.2. Chuẩn bị mẫu thử

rnrn

 Mẫurnthử đưa tới phòng thí nghiệm có khối lượng không ít hơn 500g, kích thước hạtrnkhông lớn hơn 4mm.

rnrn

Trộnrnđều mẫu thử, dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 100g, nghiền nhỏ đến lọt hết quarnsàng 0,20mm. Dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 50g, tiếp tục nghiền nhỏ dếnrnlọt hết qua sàng 0,10mm. Khi gia công mẫu thử, nếu sử dụng dụng cụ bằng thép,rnphải dùng nam châm để loại sắt lẫn vào mẫu. Dùng phương pháp chia tư lấy khoảngrntừ 15g đến 20g làm mẫu phân tích hoá học, phần còn lại bảo quản trong bính thủyrntinh kín hoặc túi ni lông làm mẫu lưu.

rnrn

 Saurnđó nghiền mịn mẫu trên cối mã não, đến lọt qua sàng 0,063mm. Sấy mẫu phân tíchrnở nhiệt độ 105⁰C ± 5⁰C  đến khối lượng khôngrnđổi.

rnrn

7. Nguyên tắc thử

rnrn

Mẫurnthử phải được tách loại silic dioxit (SiO₂) (theo mục 8.2 của bảnrntiêu chuẩn này) trước khi tiến hành xác định hàm lượng P₂O₅.

rnrn

Trongrnmôi trường axit sunfuric, ion photphat (PO₄^3-) tạo thànhrnhợp chất phức có màu vàng với ion molipdat, khi có mặt chất khử (axit ascorbic)rnMo⁶⁺ bị khử về Mo⁵⁺ và dung dịch phức chuyển từ màu vàngrnsang xanh. Cường độ màu của dung dịch tỷ lệ với nồng độ ion photphat có trongrndung dịch. Định lượng photpho pentoxit bằng phương pháp trắc quang bước sóng từrn820 nm  đến  830nm.

rnrn

8. Chuẩn bị mẫu thử.

rnrn

Mẫurnthử được phân giải tạo thành dung dịch để phân tích xác định hàm lượng  photphornpentoxit (P₂O₅) có trong mẫu, theo một trong hai cáchrndưới đây:

rnrn

8.1.rnPhân giải mẫu.

rnrn

 8.1.1. Phân giải mẫu bằng hỗn hợp kiềm cacbonat.

rnrn

Phương pháp này áprndụng cho mẫu có hàm lượng Al₂O₃ ≤ 45%.

rnrn

Cânrn0,5g mẫu thử (chuẩn bị theo mục 6) chính xác đến 0,0001g, chuyển mẫu vào chénrnbạch kim đã có sẵn khoảng 3g – 4g hỗn hợp nung chảy 1 (4.1.5), trộn đều, phủrnlên trên một lớp mỏng hỗn hợp nung chảy nữa (dày khoảng 3mm).

rnrn

 Nungrnphân trong lò ở nhiệt độ khoảng 1000⁰C trong khoảng thời gian từ 45rnphút đến 60phút đến tan trong. Lấy chén ra khỏi lò để nguội.

rnrn

Chuyểnrntoàn bộ khối nung chảy trong chén bạch kim sang bát sứ bằng axit HCl(1+1),rntráng rửa sạch chén.

rnrn

Đậyrnbát sứ bằng mặt kính đồng hồ, thêm từ từ  20ml axit clohydric đậm đặc vào bátrnsứ. Sau khi mẫu tan hết, ngừng sủi bọt, dùng bình tia nước nóng tráng rửa thànhrnbát, mặt kính, khuấy đều.

rnrn

8.1.2. Phân giải mẫu bằng hỗn hợp kiềm cacbonat vàrnnatriborat.

rnrn

Phươngrnpháp này áp dụng cho mẫu có hàm lượng Al₂O₃ > 45%,rnhoặc mẫu không tan hoàn toàn theo phương pháp quy định trong điều (8.1.1).

rnrn

Cânrn0,5g  mẫu thử (chuẩn bị theo mục 6) chính xác đến 0,0001g, chuyển mẫu vào chénrnbạch kim có sẵn từ 2 gam  – 3 gam  hỗn hợp nung chảy (4.1.6), trộn đều, phủ lênrntrên một lớp mỏng hỗn hợp nung chảy nữa (khoảng 3mm).   

rnrn

Nungrnmẫu trong lò ở nhiệt độ khoảng 1000⁰C trong thời gian từ 20 phút –rn30 phút, đến tan trong. Lấy chén khỏi lò, khi hỗn hợp còn chảy lỏng, nghiêngrnthành chén và xoay tròn nhẹ chén, để hỗn hợp còn lỏng bám thành một lớp mỏngrntrên thành chén, để nguội.

rnrn

Chornchén vào bát sứ đã có sẵn 40ml axit  HCl (1+1), đặt nghiêng chén bạch kim đểrnngâm mẫu trong axit 15 phút. Đun nhẹ dung dịch trong bát sứ để làm tan mẫu, dùngrnnước nóng và

rnrn

HClrn(1+1)  rửa sạch chén bạch kim. Thêm vào bát sứ 15 ml axít HCl đậm đặc (4.2.1)rnvà 1ml axit sunfuric (1+1), khuấy đều.

rnrn

8.2.rnTách loại silic dioxit ở dạng chất không tan trong axít.

rnrn

Làmrnbay hơi dung dịch (8.1) và (8.2) trong bát sứ trên bếp cách thủy hoặc cách cát,rnđến khô. Đối với mẫu phân giải bằng hỗn hợp nung chảy 2(4.1.6), thêm vào bát sứrn20 ml metanol, khuấy đều rồi đặt lên bếp cô mẫu, khi mẫu còn sền sệt thêm vàornbát 5ml  axít HCl đậm đặc và 20 ml metanol nữa, khuấy đều và cô đến khô.

rnrn

Khirncác chất trong bát sứ gần khô kiệt, dùng đũa thủy tinh dầm nát các hạt muối mớirntạo ra. Sau khi mẫu khô, tiếp tục cô mẫu thêm khoảng 1 giờ đến 1,5 giờ đến khôrnkiệt.

rnrn

Làmrnnguội bát sứ, thêm vào đó 15ml axit clohydric đậm đặc, để yên 10 phút. thêm vàornbát sứ 80ml nước sôi, khuấy cho tan muối.

rnrn

Lọcrndung dịch qua giấy lọc chảy trung bình, nước lọc thu vào bình định mức 500ml,rndùng nước cất nóng rửa sạch bát sứ và giấy lọc, đến hết ion clo trong nước rửa.

rnrn

Chorngiấy lọc có kết tủa vào chén bạch kim, đốt cháy giấy lọc trên bếp điện. Đưarnchén bạch kim vào lò, nung ở nhiệt độ 1000⁰C ±rn50⁰C, giữ mẫu ở nhiệt độ này khoảng 1 gờ – 1,5 giờ. Làm nguội chénrnbạch kim trong bình hút ẩm.

rnrn

Tẩmrnướt kết tủa trong chén bằng vài giọt nước, thêm vào chén 5 giọt axít H₂SO₄rn(1+1)  và 10 ml axit flohydric đậm đặc (4.3.2.), làm bay hơi chất chứa trongrnchén trên bếp điện đến khô. Thêm tiếp vào chén 10ml  axit flohydric nữa, chornbay hơi trên bếp điện đến khô kiệt và ngừng bốc khói trắng.

rnrn

Chornchén bạch kim vào lò nung ở nhiệt độ 1000⁰C ±rn50⁰C, giữ ở nhiệt độ này khoảng 20 phút– 30 phút. Làm nguội chénrntrong bình hút ẩm.

rnrn

Nungrncặn còn lại trong chén bạch kim  với khoảng 2g – 3 g kali pyrosunphat (4.1.4) ởrnnhiệt độ 750⁰C ± 50⁰C đến tan trong.

rnrn

Làmrnnguội chén bạch kim và hoà tan khối chảy trong cốc thuỷ tinh đã có 50ml nước vàrn10ml axit clohydric đậm đặc, đun tới tan trong, làm nguội và gộp dung dịch nàyrnvới dung dịch trong bình 500ml, thêm nước cất tới vạch định mức, lắc đều. Dungrndịch này dùng để xác định hàm lượng photpho pentoxit trong mẫu.

rnrn

Đối với mẫu vật liệu chịu lửa chứa Crôm mẫu thử đư­ợc phân giải,rntách loại SiO₂ và Crôm theo TCVN 6819 : 2001. Dung dịch sau khi đãrnloại SiO₂ và Crôm dùng để xác định photpho pentoxit.

rnrn

9. Cách tiến hành.

rnrn

Tùyrnthuộc vào hàm lượng P₂O₅ có trong mẫu phân tích, hút mộtrnlượng dung dịch thu được sau quá trình phân giải mẫu (mục 8.2) sao cho hàmrnlượng P₂O₅ nằm trong khoảng từ 200mgrnđến 1000mg  vào bình định mức dung tích 100ml, thêm nước cất đếnrnkhoảng 50ml, sau đó thêm 10ml dung dịch H₂SO₄ 10%, thêmrntiếp 10ml dung dịch amoni molipdat 10% (4.2.8), lắc đều dung dịch và để yên từrn25 đến 30phút.

rnrn

Tiếprntục thêm vào bình 3ml dung dịch axit ascorbic 10% (4.2.9), thêm nước tới vạchrnđịnh mức, lắc đều. Sau 45 phút (không quá 70 phút) đo độ hấp thụ quang của dungrndịch ở bước sóng 820nm – 830nm, dung dịch so sánh là mẫu trắng. Mẫu trắng làrnmẫu không chứa mẫu thử  và cũng tiến hành các bước tương tự nhưrntrên. Từ trị số hấp thụ quang thu được, dựa vào đồ thị chuẩn xác định được hàmrnlượng photpho pentoxit.

rnrn

*Xâyrndựng đồ thị chuẩn

rnrn

Lấyrn8 bình định mức dung tích 100ml, lần lượt cho vào mỗi bình một thể tích dungrndịch tiêu chuẩn P₂O₅ (P₂O₅ = 100mg/ml)rntheo thứ tự sau: 0ml; 2ml; 4ml; 5ml; 6ml; 7ml; 8ml và 10 ml, thêm nước cấtrnđếnkhoảng 50ml sau đó thêm tiếp 10ml dung dịch H₂SO₄ 10%,rn10ml dung dịch amoni molipdat 10% (4.2.8) lắc đều dung dịch và để yên từ 25 đếnrn30phút.

rnrn

Tiếprntục thêm vào bình  3ml dung dịch  ascorbic 10% (4.2.9)  thêm nước tới vạch địnhrnmức, lắc đều. Sau 45 phút (không quá 70 phút) tiến hành đo độ hấp thụ quang củarndung dịch ở bước sóng từ 820nm – 830nm, dung dịch so sánh là dung dịch trongrnbình không chứa dung dịch tiêu chuẩn P₂O₅. Từ lượngrnphotpho pentoxit có trong mỗi bình và giá trị độ hấp thụ quang tương ứng xâyrndựng đồ thị chuẩn.

rnrn

10. Tính kết quả

rnrn

Hàmrnlượng photpho pentoxit, tính bằng phần trăm, theo công thức:

rnrn

 m

rnrn

%P₂O₅rn= ————  x 100

rnrn

 m_x

rnrn

Trong đó:

rnrn

m: là khối lượng P₂O₅ tìmrnđược từ đồ thị chuẩn, tính bằng gam.

rnrn

m_x: là khối lượng mẫu trong dungrndịch lấy đem xác định P₂O₅, tính bằng gam.

rnrn

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

rnrn

11. Báo cáo kết quả thử nghiệm.

rnrn

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

rnrn

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

rnrn

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

rnrn

 -rnCác kết quả thử;

rnrn

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

rnrn

 -rnNgày, tháng, năm tiến hành thử nghiệm.

rnrn

———————–

rnrn