Luận văn: Phương pháp định lượng Clorua trong nước rửa Bari Cromat

Luận văn trình bày phương pháp bán định lượng và định lượng clorua trong bari cromat, đánh giá ảnh hưởng đến chất lượng thuốc hỏa thuật.

• Tác giả: Hoàng Minh Hải
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Thị Ngọc Mai
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Phân tích
• Đề tài: Nghiên Cứu Phương Pháp Bán Định Lượng Và Định Lượng Clorua Trong Nước Rửa Nguyên Liệu Bari-Cromat Dùng Cho Chế Tạo Thuốc Hỏa Thuật
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ khoa học
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về định lượng Clorua trong Bari Cromat hỏa thuật

Bari Cromat (BaCrO4) là một hóa chất ngành hỏa thuật giữ vai trò thiết yếu, đặc biệt trong việc chế tạo các loại thuốc cháy chậm cho kíp nổ vi sai và là chất tạo màu xanh lá trong pháo hoa. Với công thức hóa học BaCrO4, hợp chất này hoạt động như một chất oxy hóa, có khả năng điều chỉnh tốc độ cháy của hỗn hợp hỏa thuật, một yếu tố quyết định đến độ chính xác và an toàn của sản phẩm. Để đảm bảo tính năng ổn định, độ tinh khiết của Bari Cromat là yêu cầu hàng đầu. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất từ Bari Clorua (BaCl2), tạp chất Clorua (Cl-) thường tồn tại, gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng cuối cùng. Do đó, việc phân tích hàm lượng clorua và kiểm soát nó dưới ngưỡng cho phép là một bước không thể thiếu trong quy trình QC/QA hóa chất. Bài viết này sẽ đi sâu vào các phương pháp định lượng và bán định lượng ion Clorua, dựa trên các nghiên cứu khoa học cụ thể, nhằm cung cấp một cái nhìn toàn diện và thực tiễn về việc kiểm tra độ tinh khiết bari cromat trong ngành công nghiệp quốc phòng và dân dụng.

1.1. Vai trò của Bari Cromat BaCrO4 trong thuốc hỏa thuật

Bari Cromat là chất bột màu vàng, không tan trong nước nhưng tan trong axit mạnh. Trong ngành hỏa thuật, nó đóng vai trò kép: vừa là chất oxy hóa cung cấp oxy cho phản ứng cháy, vừa là chất tạo màu. Khi cháy, ion Ba²⁺ tạo ra ngọn lửa màu xanh lá đặc trưng, làm tăng hiệu ứng thẩm mỹ cho các sản phẩm pháo hoa. Quan trọng hơn, trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao như kíp nổ vi sai, BaCrO4 được dùng để điều chỉnh tốc độ cháy, tạo ra độ trễ thời gian tính bằng mili giây. Bất kỳ sự sai lệch nào về thành phần, đặc biệt là sự hiện diện của tạp chất, đều có thể làm thay đổi tốc độ cháy, dẫn đến hỏng hóc sản phẩm hoặc gây mất an toàn. Vì vậy, việc sử dụng Bari Cromat có độ tinh khiết cao là yêu cầu bắt buộc.

1.2. Các tiêu chuẩn chất lượng BaCrO4 và yêu cầu phân tích

Để được sử dụng trong sản xuất thuốc hỏa thuật, nguyên liệu Bari Cromat phải đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng BaCrO4 nghiêm ngặt. Theo tài liệu kỹ thuật của Nhà máy Z121, hàm lượng BaCrO4 phải đạt tối thiểu 99,0%. Đặc biệt, tiêu chuẩn phân tích đối với tạp chất Clorua rất khắt khe: sau khi rửa nguyên liệu theo tỷ lệ 5 lít nước cho 1 kg, nồng độ Clorua trong nước rửa không được vượt quá 2 mg/l. Yêu cầu này đòi hỏi phải có các phương pháp phân tích đủ nhạy và chính xác để xác định tạp chất clorua ở nồng độ rất thấp. Các phương pháp này phải đảm bảo độ tin cậy, có khả năng lặp lại và phù hợp với điều kiện sản xuất công nghiệp, tuân thủ các tiêu chuẩn TCVN hóa chất công nghiệp liên quan.

II. Ảnh hưởng của tạp chất Clorua đến chất lượng thuốc hỏa thuật

Sự hiện diện của ion Clorua, dù ở hàm lượng nhỏ, cũng gây ra những tác động tiêu cực và sâu sắc đến tính năng của thuốc hỏa thuật. Clorua là một tạp chất hút ẩm mạnh, khiến cho thuốc dễ bị vón cục, thay đổi đặc tính vật lý và gây khó khăn trong quá trình gia công, nhồi nén. Đây là một trong những nguyên nhân chính làm giảm tuổi thọ và độ ổn định của sản phẩm. Nghiêm trọng hơn, ảnh hưởng của tạp chất đến màu lửa và tốc độ cháy là không thể xem nhẹ. Luận văn của Hoàng Minh Hải (2014) chỉ rõ, khi hàm lượng Clorua vượt quá quy định, thời gian cháy chậm của thuốc hỏa thuật sẽ tăng lên, gây ra sai số lớn về thời gian nổ và có thể dẫn đến việc phải hủy bỏ toàn bộ lô sản phẩm. Ngoài ra, Clorua còn có tính ăn mòn cao đối với các kim loại như nhôm, kẽm, vật liệu thường dùng để chế tạo vỏ kíp nổ, làm giảm độ bền cơ học và gây rò rỉ, mất an toàn. Do đó, việc xác định tạp chất clorua không chỉ là vấn đề chất lượng mà còn là yếu tố cốt lõi đảm bảo an toàn hóa chất pháo hoa.

2.1. Tác động của Clorua đến tính hút ẩm và ăn mòn kim loại

Bản chất của các muối clorua là rất dễ hút ẩm từ không khí. Khi tạp chất này tồn tại trong hỗn hợp thuốc hỏa thuật, nó sẽ làm tăng độ ẩm của thuốc, dẫn đến hiện tượng vón cục. Thuốc bị ẩm không chỉ khó gia công mà còn làm giảm hiệu suất cháy, thậm chí không thể bắt lửa. Bên cạnh đó, trong môi trường ẩm, ion Cl⁻ hoạt động như một chất xúc tác mạnh cho quá trình ăn mòn điện hóa. Các vỏ kíp nổ hoặc các chi tiết kim loại tiếp xúc trực tiếp với thuốc sẽ bị ăn mòn nhanh chóng, phá hủy cấu trúc và làm mất tác dụng của sản phẩm, tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ không mong muốn.

2.2. Sự thay đổi tốc độ cháy và những rủi ro trong ứng dụng

Đối với các loại kíp nổ vi sai, thời gian trễ là thông số kỹ thuật quan trọng nhất. Tốc độ cháy của thuốc hỏa thuật được tính toán và kiểm soát chính xác để tạo ra độ trễ này. Sự có mặt của Clorua làm thay đổi thành phần hóa học và cân bằng năng lượng của phản ứng cháy, dẫn đến tốc độ cháy không ổn định và thường bị chậm lại. Như nghiên cứu thực tế tại Nhà máy Z121 đã chỉ ra, sai lệch dù chỉ vài mili giây cũng đủ để sản phẩm không đạt yêu cầu kỹ thuật. Điều này gây thiệt hại kinh tế lớn do phải hủy bỏ sản phẩm và làm giảm uy tín của nhà sản xuất.

III. Hướng dẫn định lượng Clorua bằng phương pháp đo quang cải tiến

Để giải quyết bài toán phân tích hàm lượng clorua ở nồng độ thấp một cách chính xác, phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-VIS đã được nghiên cứu và tối ưu hóa. Phương pháp này thuộc lĩnh vực hóa phân tích định lượng, dựa trên nguyên tắc đo sự thay đổi độ hấp thụ quang của một phức chất có màu khi phản ứng với ion Clorua. Cụ thể, nghiên cứu sử dụng phức Thủy ngân(II) - Diphenylcarbazone (Hg(II)-DPC) có màu tím. Khi có mặt ion Clorua, phức này sẽ bị phá vỡ, làm giảm cường độ màu của dung dịch, và sự thay đổi này tỷ lệ thuận với nồng độ Clorua. Điểm cải tiến đột phá là thực hiện phản ứng trong môi trường mixen của chất hoạt động bề mặt Natri dodecyl sunphat (SDS). Giải pháp này giúp phức chất tan tốt trong nước mà không cần chiết bằng dung môi hữu cơ độc hại, đồng thời làm tăng độ nhạy và độ ổn định của phép đo. Quy trình được tối ưu hóa qua các bước khảo sát pH, nồng độ thuốc thử, và bước sóng hấp thụ cực đại (λmax = 530 nm), mang lại một phương pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường.

3.1. Nguyên tắc hóa phân tích định lượng với phức Hg II DPC

Nguyên tắc của phương pháp là một phản ứng cạnh tranh tạo phức. Ban đầu, ion Hg²⁺ tạo với thuốc thử Diphenylcarbazone (DPC) một phức chất màu tím hồng, hấp thụ mạnh ánh sáng ở bước sóng 530 nm. Khi thêm dung dịch chứa ion Cl⁻ vào, ion này sẽ phản ứng với Hg²⁺ để tạo thành phức HgCl₂ bền hơn và không màu. Phản ứng này giải phóng DPC, làm cho màu của dung dịch nhạt đi. Dựa vào định luật Lambert-Beer, độ giảm hấp thụ quang của dung dịch được đo bằng máy quang phổ sẽ tỷ lệ tuyến tính với nồng độ ion Clorua trong một khoảng xác định. Đây là cơ sở để xây dựng đường chuẩn và phân tích hàm lượng clorua trong mẫu thực.

3.2. Vai trò của môi trường mixen SDS trong việc tăng độ nhạy

Một trong những hạn chế của phương pháp truyền thống là phức Hg(II)-DPC kém tan trong nước, đòi hỏi phải chiết bằng dung môi hữu cơ như cloroform, gây tốn kém và độc hại. Nghiên cứu đã khắc phục nhược điểm này bằng cách sử dụng chất hoạt động bề mặt anion là SDS. Các phân tử SDS tập hợp lại tạo thành các cấu trúc gọi là mixen, có lõi kỵ nước và vỏ ưa nước. Phức Hg(II)-DPC sẽ được "hòa tan" vào trong lõi kỵ nước của các mixen này, giúp phân tán đồng đều trong dung dịch nước. Điều này không chỉ loại bỏ bước chiết phức tạp mà còn làm tăng đáng kể hệ số hấp thụ phân tử của phức, qua đó nâng cao độ nhạy và độ chính xác của phép đo.

IV. Phương pháp bán định lượng Clorua nhanh qua độ dẫn điện EC

Trong môi trường sản xuất công nghiệp, việc kiểm tra nhanh chất lượng bán thành phẩm là cực kỳ quan trọng để kịp thời điều chỉnh quy trình. Phương pháp đo độ dẫn điện (EC) ra đời để đáp ứng nhu cầu này, cho phép xác định tạp chất clorua một cách bán định lượng. Nguyên tắc của phương pháp rất đơn giản: độ dẫn điện của một dung dịch tỷ lệ với tổng nồng độ các ion hòa tan trong đó. Trong nước rửa Bari Cromat, ion Clorua là một trong những ion chính. Bằng cách tiến hành đo đạc thực nghiệm, nghiên cứu đã xây dựng được mối quan hệ toán học giữa độ dẫn điện, nhiệt độ và nồng độ Clorua. Cụ thể, công thức thực nghiệm x = 3,831598 * y / √T (với x là nồng độ Clorua (mg/l), y là độ dẫn điện (µS), và T là nhiệt độ (°C)) đã được thiết lập. Phương pháp này tuy không có độ chính xác cao như phương pháp đo quang nhưng lại có ưu điểm vượt trội về tốc độ (chỉ mất vài giây), không cần hóa chất, và dễ thực hiện, rất phù hợp cho việc kiểm soát quá trình rửa nguyên liệu tại nhà máy.

4.1. Mối tương quan giữa độ dẫn điện và nồng độ ion hòa tan

Độ dẫn điện (Electrical Conductivity - EC) là một thước đo khả năng của dung dịch trong việc dẫn dòng điện, phụ thuộc trực tiếp vào sự hiện diện và chuyển động của các ion. Trong nước rửa nguyên liệu Bari Cromat, ngoài ion Cl⁻ còn có các ion khác như K⁺, Ba²⁺, CrO₄²⁻. Tuy nhiên, khi quá trình rửa diễn ra, nồng độ của tất cả các ion này đều giảm đồng thời. Nghiên cứu đã chứng minh rằng có một mối tương quan tuyến tính mạnh mẽ giữa độ dẫn điện tổng thể của dung dịch và nồng độ ion Clorua. Mối quan hệ này là cơ sở để xây dựng một phương pháp ước tính nhanh, giúp công nhân vận hành có thể xác định khi nào quá trình rửa đạt yêu cầu mà không cần chờ kết quả phân tích phức tạp từ phòng thí nghiệm.

4.2. Xây dựng và hiệu chỉnh công thức thực nghiệm cho QC tại chỗ

Để công thức thực nghiệm có tính ứng dụng cao, việc khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố khác là cần thiết. Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng vì nó ảnh hưởng đến độ linh động của ion, do đó ảnh hưởng đến độ dẫn điện. Nghiên cứu đã tiến hành đo đạc ở nhiều mức nồng độ và nhiệt độ khác nhau để xây dựng một mô hình toán học toàn diện. Sau đó, công thức được hiệu chỉnh bằng cách so sánh kết quả với một phương pháp chuẩn (phương pháp điện cực chọn lọc ion) để loại trừ sai số hệ thống gây ra bởi các ion khác. Kết quả là một công cụ hiệu quả, cho phép xác định bán định lượng nồng độ Clorua với độ tin cậy chấp nhận được cho mục đích kiểm soát quá trình sản xuất.

V. Ứng dụng QC QA hóa chất trong sản xuất Bari Cromat thực tế

Việc tích hợp các phương pháp phân tích vào một quy trình QC/QA hóa chất hoàn chỉnh là bước cuối cùng để đảm bảo chất lượng Bari Cromat. Tại Nhà máy Z121, quy trình này được áp dụng một cách hiệu quả. Phương pháp đo độ dẫn điện được sử dụng như một công cụ sàng lọc nhanh tại các công đoạn rửa. Công nhân có thể liên tục theo dõi nồng độ Clorua trong nước rửa và quyết định dừng quá trình khi độ dẫn điện giảm xuống dưới một ngưỡng xác định. Sau khi quá trình rửa kết thúc, mẫu nguyên liệu cuối cùng sẽ được gửi đến phòng thí nghiệm để phân tích hàm lượng clorua một cách chính xác bằng phương pháp đo quang. Sự kết hợp giữa hai phương pháp—một nhanh, một chính xác—tạo nên một hệ thống kiểm soát chất lượng chặt chẽ, vừa tối ưu hóa thời gian và chi phí sản xuất, vừa đảm bảo sản phẩm cuối cùng đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn chất lượng BaCrO4. Kết quả đối chứng giữa phương pháp đo độ dẫn điện và phương pháp điện cực chọn lọc ion cho thấy sự tương đồng cao (ttính = 0,458 < tbảng = 2,179), khẳng định độ tin cậy của phương pháp bán định lượng.

5.1. Quy trình kiểm soát Clorua từ khâu rửa đến thành phẩm

Quy trình kiểm soát được thực hiện theo từng bước. Ban đầu, nguyên liệu BaCrO4 thô sau phản ứng tổng hợp có hàm lượng Clorua rất cao. Qua mỗi lần rửa bằng nước khử ion, nồng độ tạp chất giảm dần. Tại mỗi lần rửa, một mẫu nước được lấy để đo độ dẫn điện. Dựa trên kết quả đo nhanh, người vận hành biết được hiệu quả của lần rửa và dự đoán số lần rửa cần thiết. Khi nồng độ Clorua ước tính gần đạt ngưỡng 2 mg/l, quá trình rửa kết thúc. Toàn bộ lô nguyên liệu sau đó được lấy mẫu đại diện và phân tích định lượng bằng phương pháp đo quang để xác nhận lần cuối trước khi đưa vào sấy và bảo quản.

5.2. Đánh giá hiệu quả và so sánh kết quả phân tích mẫu thực

Hiệu quả của quy trình được chứng minh qua các số liệu phân tích mẫu thực. Kết quả từ Bảng 3.17 trong luận văn gốc cho thấy sự tương quan chặt chẽ giữa hai phương pháp trên 14 mẫu nước rửa ở các nồng độ khác nhau. Ví dụ, tại lần rửa thứ 16, phương pháp đo độ dẫn điện cho kết quả 3,46±0,06 mg/l, trong khi phương pháp điện cực chọn lọc ion cho kết quả 3,50±0,05 mg/l. Sự sai khác không có ý nghĩa thống kê này khẳng định rằng phương pháp đo độ dẫn điện, sau khi được hiệu chỉnh, là một công cụ bán định lượng đáng tin cậy. Việc áp dụng thành công quy trình này giúp đảm bảo 100% lô sản phẩm Bari Cromat xuất xưởng đạt tiêu chuẩn chất lượng.

VI. Kết luận Bí quyết kiểm tra độ tinh khiết Bari Cromat hiệu quả

Việc kiểm tra độ tinh khiết Bari Cromat, đặc biệt là kiểm soát hàm lượng Clorua, là yếu tố sống còn quyết định đến chất lượng và sự an toàn của các sản phẩm hỏa thuật. Qua phân tích, có thể thấy không có một phương pháp đơn lẻ nào là hoàn hảo cho mọi mục đích. Thay vào đó, bí quyết nằm ở sự kết hợp thông minh giữa các phương pháp khác nhau. Phương pháp đo độ dẫn điện là giải pháp tối ưu cho việc kiểm soát nhanh trong quá trình sản xuất, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí. Trong khi đó, phương pháp đo quang trong môi trường mixen là lựa chọn hàng đầu cho việc phân tích định lượng chính xác tại phòng thí nghiệm, đóng vai trò quyết định trong việc chứng nhận chất lượng thành phẩm. So với các phương pháp chuẩn độ cổ điển như phương pháp Mohr hay phương pháp Volhard, các kỹ thuật hiện đại này mang lại độ nhạy cao hơn, giới hạn phát hiện thấp hơn và an toàn hơn cho người thực hiện. Sự thành công trong việc xây dựng và áp dụng các quy trình phân tích này mở ra hướng phát triển mới cho ngành hóa phân tích định lượng ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp quốc phòng.

6.1. So sánh các phương pháp Chuẩn độ Đo quang và Đo dẫn điện

Mỗi phương pháp phân tích Clorua đều có ưu và nhược điểm riêng. Các phương pháp chuẩn độ bạc nitrat (Mohr, Volhard) là những phương pháp cổ điển, chi phí thấp nhưng có độ nhạy không cao, khó xác định điểm cuối và dễ mắc sai số trong phép chuẩn độ, đặc biệt ở nồng độ thấp. Phương pháp đo quang cải tiến có độ chính xác và độ nhạy rất cao, phù hợp cho phân tích hàm lượng vết, nhưng đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và thời gian phân tích lâu hơn. Cuối cùng, phương pháp đo độ dẫn điện có ưu thế tuyệt đối về tốc độ và sự đơn giản, nhưng chỉ mang tính bán định lượng và cần được hiệu chuẩn thường xuyên. Lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc vào mục tiêu phân tích: kiểm soát quá trình hay chứng nhận chất lượng.

6.2. Triển vọng phát triển trong phân tích hóa chất ngành hỏa thuật

Tương lai của việc phân tích hóa chất ngành hỏa thuật hướng tới sự tự động hóa, tăng độ chính xác và giảm thiểu tác động đến môi trường. Các kỹ thuật như sắc ký ion (IC), vốn được đề cập trong tài liệu tham khảo của nghiên cứu, có khả năng xác định đồng thời nhiều loại ion tạp chất khác nhau (Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻) trong cùng một lần chạy mẫu. Việc tích hợp các cảm biến đo độ dẫn điện trực tuyến vào dây chuyền sản xuất có thể tự động hóa hoàn toàn quá trình rửa. Những cải tiến này không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn góp phần hiện đại hóa ngành công nghiệp quốc phòng, đảm bảo tính ổn định và an toàn hóa chất pháo hoa ở mức độ cao nhất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Bari cromat là một thành phần quan trọng dùng để chế tạo các loại thuốc hỏa thuật, đặc biệt là các loại thuốc cháy chậm sử dụng cho chế tạo các loại kíp nổ vi sai tại Nhà máy Z121 – Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng. Bari cromat đóng vai trò là chất oxy hóa dùng để điều chỉnh tốc độ cháy của các hỗn hợp thuốc hỏa thuật.Bari cromat được điều chế từ Bari clorua nên có chứa một hàm lượng clorua, nếu hàm lượng clorua vượt quá quy định sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của thuốc hoả thuật, vì vậy cloruađược loại bỏ dầnbằng phương pháp rửa và việc xác định chính xác hàm lượng clorua có trong nguyên liệu Bari cromat là yêu cầu rất quan trọng.Việc xác định hàm lượng clorua tại Nhà máy Z121 hiện nay được thực hiện bằng phương pháp dùng AgNO3 xác định gián tiếp hàm lượng clorua có trong nước rửa nguyên liệu Bari-cromat, phương pháp này tuy đơn giản nhưng không xác định được chính xác hàm lượng clorua theo yêu cầu của tiêu chuẩn nguyên vật liệu. Các phương pháp xác định clorua đã được nghiên cứu và phát triển qua nhiều năm nhằm cải thiện độ nhạy và tính chọn lọc. Các phương pháp cơ bản do Gay-Lussac (1832), Levol (1853), Mohr (1856) và Volhard (1874) nghiên cứu phát triển cho đến nay vẫn được sử dụng.

Các phương pháp hiện đại được sử dụng để xác định hàm lượng clorua bao gồm phương pháp chuẩn độ, phương pháp đo quang phổ hoặc phương pháp điện thế sử dụng điện cực chọn lọc clorua, phương pháp sắc ký. Để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân tích, hiện nay các nhà khoa học đã đưa ra một hướng mới là tiến hành phương pháp đo quang trong môi trường mixen để tránh quá trình chiết trong dung môi hữu cơ, đồng thời làm tăng độ nhạy 7 của phương pháp và phương pháp đo độ dẫn điện của dung dịch để xác định nhanh hàm lượng clorua trong dung dịch cần phân tích. Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi lựa chọn phương pháp đo quang với thuốc thử diphenylcarbazone trong môi trường mixen nhằm phân tích định lượng và phương pháp đo độ dẫn điện để phân tích bán định lượng clorua trong nước rửa nguyên liệu Bari-cromat. Vai trò và đặc tính phân tích của clorua 1.

Sự tồn tại của clorua trong tự nhiên và vai trò đối với sự sống Clorua có mặt rất nhiều trong tự nhiên dưới dạng các muối như natri clorua (NaCl), kali clorua (KCl), canxi clorua (CaCl2). Nó là một trong những ion thông dụng nhất có mặt trong nước tự nhiên và đặc biệt có mặt nhiều trong nước biển.Clorua có mặt rộng rãi trong tự nhiên ở dạng các muối như: natri (NaCl), kali (KCl), và canxi (CaCl2). Mặc dù không được coi là một chất dinh dưỡng nhưng clorua có mặt trong hầu hết các tế bào sống. Ngoại bào ở người có chứa 88% clorua và nó đóng góp cho hoạt động thẩm thấu của các chất dịch trong cơ thể.

Sự cân bằng điện giải trong cơ thể được duy trì bằng cách điều chỉnh chế độ ăn uống và bài tiết qua thận và đường tiêu hóa. Chlorua được hấp thu gần như hoàn toàn trong cơ thể bình thường, chủ yếu là từ nửa đầu gần của ruột non[40] Clorua trong cơ thể chủ yếu ở dạng muối NaCl và một phần ở dạng muối KCl Ngoài ra, clorua còn có trong dịch vị ở dạng HCl. Clorua được đưa vào cơ thể chủ yếu dưới dạng muối NaCl. Clorua tham gia vào quá trình cân bằng các ion giữa nội bào và ngoại bào.

Nếu thiếu clorua sẽ gây tình trạng kém ăn và nếu thừa clorua có thể gây độc cho cơ thể. Cơ thể được bổ sung clorua chủ yếu dưới dạng muối NaCl. Mỗi ngày mỗi người cần khoảng 3÷ 5 gam NaCl[41] 1. Đặc tính phân tích của clorua Clorua là chất khử rất yếu, vì vậy nó không tham gia vào các phản ứng ôxy hoá khử.

Trong dung dịch, nó có thể tạo kết tủa với các ion kim loại như[7]: 8 Ag+ + Cl- AgCl Hg22+ + Cl- Hg2Cl2 Pb2+ + 2Cl- PbCl2 Clorua có thể tham gia vào một số phản ứng tạo phức như sau: Hg2+ + Cl-(HgCl2) (Co(H2O)6)2+ + 4Cl- (CoCl4)2+ + 6H2O (Cu(H2O)6)2+ + 4Cl- (CuCl4)2+ + 6H2O 1. Thuốc hỏa thuật và nguyên liệu Bari-cromat 1. Giới thiệu chung Hoả thuật là kỹ thuật dùng lửa, là bộ môn khoa học nghiên cứu chế tạo thuốc và các phương tiện của thuốc khi cháy hoặc nổ tạo hiệu ứng về ánh sáng, nhiệt độ, khói, âm thanh, và độ trễ thời gian[2, 13]. Đặc trưng của thuốc hoả thuật là cháy trong điều kiện thường.

Tức là dưới tác dụng của xung lượng ban đầu bên ngoài thì thuốc hoả thuật cháy, tạo ra các hiệu ứng về ánh sáng, nhiệt độ, âm thanh, khói lửa…Có thể các hiệu ứng đó là riêng biệt, hoặc kết hợp của các hiệu ứng nêu trên. Thông thường thuốc hoả thuật được phân loại theo tên các phương tiện hoả thuật và có các loại như sau: Thuốc phát sáng, thuốc vạch đường, thuốc tín hiệu, thuốc khói, thuốc pháo hoa và thuốc cháy chậm. Các điều kiện cơ bản để phân biệt quá trình cháy của thuốc hoả thuật với các quá trình khác là khi cháy có xảy ra phản ứng hoá học như sau: - Sự tồn tại vùng phản ứng rộng có nhiệt độ cao. - Không có sự chênh lệch áp suất trong vùng phản ứng.

Quá trình cháy của thuốc hoả thuật là phản ứng ôxy hoá xảy ra: đồng thời ôxy hoá chất cháy và khử chất ôxy hoá. Thành phần thuốc hoả thuật bao gồm: Chất ôxy hoá, chất cháy, chất kết dính, chất tăng giảm tốc độ cháy, chất thuần hoá, phụ gia công nghệ, ngoài ra có thể sử dụng các chất tạo hiệu ứng khác… 9 Chất ôxy hoá là một thành phần quan trọng của thuốc hoả thuật, là chất đóng vai trò dự trữ ôxy và cung cấp ôxy cho sự cháy của thuốc hoả thuật, đồng thời là chất tạo mầu sắc khi cháy. Chất ôxy hoá dùng cho chế tạo thuốc hỏa thuật phải là chất rắn và đảm bảo yêu cầu như: Có chứa nhiều ôxy, dễ dàng tách ôxy khi cháy, bền về mặt hoá học, lý học trong thời gian sử dụng, ít hút ẩm. Yêu cầu kỹ thuật của chất ôxy hoá: - Có độ tinh khiết cao  99,9%.

- Phải là chất trung tính. - Hàm lượng nước thấp. - Không được có tạp chất mà mắt thường nhìn thấy được. - Phải đảm bảo cỡ hạt đồng đều.

Sự ảnh hưởng của cloruatrong nguyên liệu Bari cromat đến tính năng của thuốc hỏa thuật Bari cromat là chất bột màu vàng, có công thức là BaCrO4.BaCrO4 là chất oxy hóa, khi đốt nóng cho ngọn lửa màu xanh. BaCrO4 hầu như không tan trong nước nhưng tan trong axit theo phản ứng sau: 2BaCrO4 + 2H+ 2Ba2+ + Cr2O2-7 + 2H2O Ksp = [Ba2+](CrO2-4] = 2,110-10 Bari cromat là một thành phần qua trọng dùng cho chế tạo các loại thuốc hỏa thuật, đặc biệt là các loại thuốc cháy chậm sử dụng cho các loại kíp nổ vi sai tại Nhà máy Z121 – Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng. Nó đóng vai trò là chất oxy hóa dùng để điều chỉnh tốc độ cháy của các hỗn hợp thuốc hỏa thuật, đặc biệt là các hỗn hợp thuốc vi sai. Ngoài ra, Bari cromat còn dùng làm bột màu cho sơn, gốm sứ và thủy tinh màu, dùng làm diêm an toàn, làm chất khởi nổ, và làm chất chống ăn mòn điện hóa tại vị trí tiếp nối các kim loại khác nhau.

Khối lượng phân tử của Bari cromat: 253,37 g/mol. Tỷ trọng: 4,498 g/cm3. 10 Độ hòa tan trong nước: 0,002775 g/l (ở 20oC) Yêu cầu về chỉ tiêu phân tích của nguyên liệuBari cromat dùng cho chế tạo thuốc hỏa thuật như sau[6]: Hàm lượng BaCrO4: ≥ 99,0% Hàm lượng chất không tan trong axit HCl: ≤ 0,05% Tiêu chuẩn phân tích: Rửa nguyên liệu Bari cromat theo tỷ lệ 5 lít nước cho 1 kg nguyên liệu, khuấy đều và để lắng với thời gian 60 phút. Nguyên liệu đạt yêu cầu khi nồng độ clorua trong nước rửa ≤ 2 mg/l.

Do Bari cromat được điều chế từ bari clorua, vì vậy sẽ có mặt của clorua trong nguyên liệu Bari cromat thu được. Khi hàm lượng clorua vượt quá quy định sẽ làm cho thuốc bị hút ẩm, dễ vón cục, khó gia công. Mặt khác, thuốc được nhồi nén trong các loại bạc chế tạo từ vật liệu kẽm hoặc nhôm, sự có mặt clorua trong thành phần thuốc sẽ gây ăn mòn các vật liệu này. Thực tế cho thấy, khi hàm lượng clorua vượt quá quy định, thời gian cháy chậm của thuốc hoả thuật (tính bằng ms) sẽ tăng lên gây sai số về thời gian cháy và phải huỷ sản phẩm [2].

Cácphương pháp định lượng xác định hàm lượng clorua 1. Phương pháp chuẩn độ 1. Phương pháp Mohr Phương pháp này sử dụng chỉ thị cromat. Cromat Buret chứa tạo kết tủa với Ag+ nhưng kết tủa này tan nhiều hơn so với dd bạc nitrat AgCl (Ksp,Ag CrO = 1,1×10-12, Ksp,AgCl = 1,6×10-10).

Do đó, 2 4 AgCl tạo thành trước và sau khi hết Cl-, giọt Ag+ đầu tiên trong quá trình phân tích sẽ phản ứng với chỉ thị cromat tạo thành kết tủa màu nâu đỏ: 2Ag+ + CrO42- (màu vàng) Ag2CrO4 (màu nâu đỏ) Trong phương pháp này, môi trường phản ứng phải trung tính. Vì trong môi trường kiềm, bạc sẽ phản ứng với hydroxyt tạo thành AgOH.Còn trong môi trường axit, cromat sẽ bị chuyển thành dicromat. Do đó, pH của dung dd cần phân tích có chứa chỉ thị cromat 11 dịch trong quá trình phân tích phải giữ ở pH = 7.Phương pháp này luôn có sai số vì lượng cromat hoà tan trong dung dịch gây ảnh hưởng đến màu sắc của chỉ thị Ag2CrO4, do cần phải cho thêm một lượng Ag+ để phản ứng hoàn toàn với cromat [35, 37]. Phương pháp Volhard.

Buret chứa dd Đây là phương pháp gián tiếp để xác định clorua Kali thiocyanat bằng cách dùng lượng dư Ag+ cho vào dung dịch clorua có chứa chất chỉ thị Fe3+. Lượng dư Ag+ được chuẩn độ bằng dung dịch SCN- tiêu chuẩn cho tới khi xuất hiện màu đỏ theo phản ứng sau: Fe3+(màu vàng) + SCN- Fe(SCN)2+ (màu nâu đỏ) Hệ chỉ thị này rất nhạy và cho kết quả tốt. Môi trường cần được axit hoá để tránh sự tạo thành của Fe(OH)3. Tuy nhiên, khi cho SCN- vào môi trường axit sẽ làm tăng khả năng hoà tan kết tủa AgCl và dẫn tới sai số phân tích lớn.

Vấn đề này được khắc phục bằng dd cần phân tích có 3+ chứa chỉ thị Fe hai cách như sau: Thứ nhất là dùng nitrobenzen để bao bọc kết tủa và tránh sự hoà tan của kết tủa trong môi trường nước. Cách thứ hai là lọc bỏ kết tủa trước khi chuẩn độ để tránh sự tương tác khi cho SCN- vào[38].2: Phương pháp Volhard 1.