ISO 1431-3:2017
(Main)Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking — Part 3: Reference and alternative methods for determining the ozone concentration in laboratory test chambers
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking — Part 3: Reference and alternative methods for determining the ozone concentration in laboratory test chambers
ISO 1431-3:2017 describes three types of method for the determination of ozone concentration in laboratory test chambers. Method A ? UV absorption: this is the reference method, and is used as the means of calibration for the alternative methods B and C. Method B ? Instrumental techniques: B1: electrochemical B2: chemiluminescence Method C ? Wet-chemical techniques: Procedure I Procedure II Procedure III
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Résistance au craquelage par l'ozone — Partie 3: Méthode de référence et autres méthodes pour la détermination de la concentration d'ozone dans les enceintes d'essai de laboratoire
ISO 1431-3:2017 décrit trois types de méthodes destinées à déterminer la concentration d'ozone dans des enceintes d'essai de laboratoire. Méthode A ? Absorption dans l'ultraviolet: il s'agit de la méthode de référence, qui est utilisée comme moyen d'étalonnage des autres méthodes, B et C. Méthode B ? Techniques instrumentales: B1: méthode électrochimique B2: chimiluminescence Méthode C ? Techniques chimiques par voie humide: Mode opératoire I Mode opératoire II Mode opératoire III
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 1431-3
Second edition
2017-06
Rubber, vulcanized or
thermoplastic — Resistance to ozone
cracking —
Part 3:
Reference and alternative methods for
determining the ozone concentration
in laboratory test chambers
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Résistance au
craquelage par l’ozone —
Partie 3: Méthode de référence et autres méthodes pour la
détermination de la concentration d’ozone dans les enceintes d’essai
de laboratoire
Reference number
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ISO 2017
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ISO 1431-3:2017(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Apparatus . 2
6 Calibration . 2
7 Procedure. 2
8 Expression of results . 2
9 Test report . 3
Annex A (informative) Effect of ambient atmospheric pressure on ozone cracking of rubber .4
Annex B (normative) Alternative instrumental methods . 5
Annex C (normative) Wet-chemical methods . 9
Bibliography .22
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ISO 1431-3:2017(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products,
Subcommittee SC 2, Testing and analysis.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 1431-3:2000), which has been technically
revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— a calculation error has been corrected in the formula in B.1.4;
— the value of gas constant has been corrected in the formulae in C.2.4 and C.3.4.
— Annex A has been changed from normative to informative, and a citation has been added to Clause 8.
A list of all parts in the ISO 1431 series can be found on the ISO website.
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ISO 1431-3:2017(E)
Introduction
A number of techniques exist for the analysis of gaseous ozone/air mixtures used for ozone crack
testing of rubbers. These include wet-chemical procedures, electrochemical cells, UV absorption and
chemiluminescence with ethylene.
In principle, the wet-chemical, electrochemical and UV absorption methods are all absolute, but in
practice they do not in general yield the same results.
Wet-chemical methods, which usually consist of the absorption of ozone in a potassium iodide solution
and titration of the iodine released with sodium thiosulfate, were traditionally used in the rubber
industry and were specified in national standards. They are not suitable for continuous operation or
control and hence are less desirable in practice than instrumental methods. The results obtained have
been shown to be sensitive to small variations in test procedures and the concentration and purity of
reagents, and there has been much controversy over the stoichiometry of the reaction.
Electrochemical methods are widely used in the rubber industry and found to be convenient in
continuously monitoring and controlling ozone. Chemiluminescence methods have also been used.
More recently, UV absorption analysers, which have the same monitoring and controlling ability, have
been increasingly used. Most important, this technique has been adopted by all major environmental
agencies as the standard and is regarded by them to be absolute.
Consequently, this standard UV absorption method is adopted as the reference technique against
which all others are intended to be calibrated. Like any measurement instrument, the accuracy of any
particular UV instrument is dependent on the calibration and maintenance of its components, and
hence even UV analysers should be checked against acknowledged standard instruments. Studies are
being undertaken in several countries to propose a primary-standard apparatus.
Although this document is concerned with ozone analysis, it also draws attention to the influence of
atmospheric pressure on the rate of cracking of rubber at constant ozone concentrations as normally
expressed in terms of parts by volume. As established by interlaboratory tests conducted in North
[3]
America , the variation in ozone resistance that can result between laboratories operating at
significantly different atmospheric pressures can be corrected by specifying ozone concentration in
terms of the partial pressure of ozone (see Annex C).
Attention is drawn to the highly toxic nature of ozone. Efforts should be made to minimize the exposure
of workers at all times. In the absence of more stringent or contrary national safety regulations, it is
recommended that 10 parts of ozone per hundred million parts of air of the surrounding atmosphere by
volume be regarded as an absolute maximum concentration, while the maximum average concentration
should be appreciably lower.
Unless a totally enclosed system is being used, an exhaust vent to remove ozone-laden air is
recommended.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 1431-3:2017(E)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to
ozone cracking —
Part 3:
Reference and alternative methods for determining the
ozone concentration in laboratory test chambers
1 Scope
This document describes three types of method for the determination of ozone concentration in
laboratory test chambers.
Method A — UV absorption: this is the reference method, and is used as the means of calibration for
the alternative methods B and C.
Method B — Instrumental techniques:
B1: electrochemical
B2: chemiluminescence
Method C — Wet-chemical techniques:
Procedure I
Procedure II
Procedure III
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 1431-1, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking — Part 1: Static and
dynamic strain testing
ISO 13964, Air quality — Determination of ozone in ambient air — Ultraviolet photometric method
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
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ISO 1431-3:2017(E)
4 Principle
An ozone/air mixture is sampled from an ozone exposure chamber and the ozone concentration is
determined by the UV absorption reference method or by alternative instrumental or chemical-analysis
methods calibrated against the UV absorption method.
5 Apparatus
Apparatus used for the determination of the ozone concentration shall be one of the following types:
UV absorption
Electrochemical
Chemiluminescence
Wet-chemical
The reference method is UV absorption, and all equipment shall be calibrated against the UV absorption
method as specified in Clause 6.
The apparatus used for the UV absorption method shall be in accordance with ISO 13964, except that it
shall be capable of measuring ozone concentrations specified in ISO 1431-1.
Descriptions of alternative methods are given in Annex B (instrumental methods) and Annex C (wet-
chemical methods).
6 Calibration
Calibration of the apparatus for determining the ozone concentration shall be in accordance with the
procedures given in ISO 13964.
7 Procedure
The UV method shall be carried out in accordance with ISO 13964.
Other instrumental methods shall be used in accordance with the manufacturer’s instructions,
attention being paid in particular to initial setting up, zero adjustment and maintaining and checking
the instrument as mentioned in Annex B.
Wet-chemical methods shall be carried out in accordance with Annex C.
8 Expression of results
Generally, the ozone concentration ϕ is expressed in parts of ozone by volume per hundred million
O
3
parts of air by volume (pphm).
3
However, the ozone concentration may also be expressed in mg/m or in mPa. The expression
3
mg/m indicates the number of ozone molecules in the volume which is available for ozone cracking
and depends on both pressure and temperature (see Annex A).
For conversion purposes, the following formula is valid:
p
3 −3
ϕϕmg/m =×57, 810 ×× pphm
O O
33
T
where
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ISO 1431-3:2017(E)
p is the atmospheric pressure, in hPa;
T is the temperature, in K.
In terms of the partial pressure of ozone:
−3
ppmPa =10 ϕ pphm
OO
33
where p, is the atmospheric pressure, in hPa.
At 1 013 hPa and 273 K, 1 pphm = 1,01 mPa.
9 Test report
The test report shall contain the following information:
a) a reference to this document, i.e. ISO 1431-3;
b) the method used, i.e. type of instrument or wet-chemical;
c) the measurement interval if measurement was not continuous;
3
d) the ozone concentration or range of concentrations measured, expressed in pphm or mg/m or
mPa partial pressure of O , corrected if necessary by a calibration factor;
3
e) the date of the test.
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ISO 1431-3:2017(E)
Annex A
(informative)
Effect of ambient atmospheric pressure on ozone cracking of rubber
The rate of reaction of ozone with rubber, i.e. the cracking rate, is a function of the rate of collision of the
ozone molecules with the rubber surface and is therefore a function of the number of ozone molecules
present, all other factors being constant.
The perfect-gas equation and Dalton’s law permit the partial pressure of ozone p to be calculated as
O
3
a function of the number of moles of ozone n in volume V of the ozone/air mixture, measured at
O
3
temperature T:
RT
pn=
OO
33
V
where
is the partial pressure of ozone, in mPa;
p
O
3
T is the temperature, in K;
3
V is the volume of the ozone/air mixture, in m ;
3 –1 –1
R is the gas constant (R = 8,314 Pa⋅m ⋅mol ⋅K ).
NOTE Under standard conditions of temperature (273 K) and pressure (1 atm., 760 torr or 1 013 hPa),
1 pphm = 1,01 mPa.
It can be demonstrated that, for the same ozone content, by volume, of the ozonized air, measured at
the same temperature but at different atmospheric pressures, the partial pressure of ozone and the
number of moles of ozone vary in the same ratio as the atmospheric pressure.
[3]
The results of an interlaboratory test programme conducted in North America prove the effect of
ambient pressure on the cracking rate at a constant volumetric ozone content.
Therefore, the expression of the ozone concentration in laboratory test chambers on a volume per
volume basis is inappropriate where differences in atmospheric pressure are likely to exist.
The effect of these variations can be corrected for by working at a constant test chamber pressure or by
varying the volumetric ozone content of the ozone/air mixture in an inverse ratio to the atmospheric
pressure. The effect can also be overcome by expressing the ozone concentration as the partial pressure
of the ozone in ozonized air.
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ISO 1431-3:2017(E)
Annex B
(normative)
Alternative instrumental methods
B.1 Electrochemical method
B.1.1 Principle
Ozonized air is bubbled at a fixed rate through a coulometric cell containing a buffered solution of
potassium iodide and having a platinum cathode and a silver (preferred) or mercury anode.
The ozone reacts with the potassium iodide to liberate free iodine which is ionized at the cathode and
removed at the anode to produce silver or mercury iodide. Two units of charge are produced for each
ozone molecule and the resultant current is proportional to the ozone concentration. The net emf of the
cell is cancelled by an applied back emf and corrections made for ambient temperature and pressure
(see Reference [1]).
The stoichiometry is:
O + 2KI + H O → 2KOH + O + I
3 2 2 2
–
At the cathode: I + 2e → 2I
2
–
At the anode: 2I – 2e + 2Hg → Hg I
2 2
By Faraday’s Law:
–
O → 2I → 2e → 2 × 96 500 coulombs
3
B.1.2 Apparatus
The analyser shall include a coulometric cell of the general type shown in Figure B.1. Standard models
are available commercially.
The cathode is in the form of a platinum basket through which the ozonized air is bubbled. The anode
can take the form of one of the following, although b) is the preferred type:
a) a pool of mercury;
b) a silver mesh spiral.
The iodine liberated from the solution by the ozone is ionized at the cathode and is transported to the
anode by the liquid circulation induced in the direction of the arrows by the bubbling action. At the
anode, insoluble silver iodide or mercurous iodide is formed with the release of ionic charges which are
exactly equivalent to the ozone introduced by the air stream.
The cell shall be connected to an analyser circuit of the general type shown in Figure B.2.
A stabilized DC voltage source is provided as a means of opposing the standard potential which appears
at the cell terminals when ozone-free air is passed through the cell. This standard potential will depend
on the anode material.
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...
NORME ISO
INTERNATIONALE 1431-3
Deuxième édition
2017-06
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Résistance au
craquelage par l’ozone —
Partie 3:
Méthode de référence et autres
méthodes pour la détermination de
la concentration d’ozone dans les
enceintes d’essai de laboratoire
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone
cracking —
Part 3: Reference and alternative methods for determining the ozone
concentration in laboratory test chambers
Numéro de référence
ISO 1431-3:2017(F)
©
ISO 2017
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ISO 1431-3:2017(F)
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ii © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 1431-3:2017(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Appareillage . 2
6 Étalonnage . 2
7 Mode opératoire. 2
8 Expression des résultats. 2
9 Rapport d’essai . 3
Annexe A (informative) Effet de la pression atmosphérique ambiante sur le craquelage du
caoutchouc par l’ozone . 4
Annexe B (normative) Autres méthodes instrumentales . 5
Annexe C (normative) Méthodes chimiques par voie humide . 9
Bibliographie .22
© ISO 2017 – Tous droits réservés iii
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ISO 1431-3:2017(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base
d’élastomères, sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 1431-3:2000), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications par rapport à la précédente édition sont les suivantes:
— une erreur de calcul a été corrigée dans la formule en B.1.4;
— la valeur de la constante gazeuse a été corrigée dans les formules en C.2.4 et C.3.4;
— l’Annexe A a été modifiée de normative en informative, et une référence a été ajoutée à l’Article 8.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 1431 se trouve sur le site web de l’ISO.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 1431-3:2017(F)
Introduction
Il existe un certain nombre de techniques destinées à l’analyse des mélanges gazeux ozone/air utilisés
pour l’essai de la craquelure par l’ozone des caoutchoucs. Ces techniques comprennent les modes
opératoires chimiques par voie humide, des techniques électrochimiques, l’absorption dans l’ultraviolet
et la chimiluminescence avec de l’éthylène.
Théoriquement, les méthodes chimiques par voie humide, électrochimiques et par absorption dans
l’ultraviolet sont toutes des méthodes absolues mais, en pratique, elles ne conduisent généralement pas
aux mêmes résultats.
Les méthodes chimiques par voie humide consistent habituellement à absorber l’ozone dans une
solution d’iodure de potassium et à titrer par le thiosulfate de sodium l’iode libéré. Elles ont été utilisées
dans le passé dans l’industrie du caoutchouc et ont été spécifiées dans des normes nationales. Mais
ces méthodes ne permettent pas un fonctionnement ou un contrôle en continu et elles sont donc moins
attrayantes que les méthodes instrumentales. Les résultats obtenus se sont avérés sensibles à de petites
variations apportées aux modes opératoires et aux caractéristiques de concentration et de pureté des
réactifs. Enfin, la stœchiométrie de la réaction a fait l’objet d’une vive controverse.
Les méthodes électrochimiques sont largement utilisées dans l’industrie du caoutchouc et elles
conviennent pour la surveillance et le contrôle en continu de l’ozone. Les méthodes chimiluminescentes
ont également été utilisées.
Plus récemment, des analyseurs par absorption dans l’ultraviolet ayant une capacité similaire de
surveillance et de contrôle ont vu leur utilisation s’accroître. Le plus important est que cette technique
a été adoptée comme méthode normalisée par toutes les grandes agences de l’environnement qui la
considèrent comme une méthode absolue.
En conséquence, cette méthode normalisée par absorption dans l’ultraviolet est adoptée comme
méthode de référence par rapport à laquelle toutes les autres méthodes sont à étalonner. Comme c’est
le cas de tout instrument de mesure, la précision d’un instrument UV particulier dépend de l’étalonnage
et de l’entretien de ses éléments. Il convient donc de vérifier même les analyseurs par absorption dans
l’ultraviolet par rapport à des instruments normalisés reconnus. Des études sont entreprises dans
plusieurs pays pour proposer un appareil étalon primaire.
Bien que le présent document concerne l’analyse de l’ozone, elle attire également l’attention sur
l’influence de la pression atmosphérique sur la vitesse de craquelage du caoutchouc par l’ozone à des
concentrations constantes, cette concentration étant normalement exprimée en parties par volume.
[3]
Comme l’ont établi des essais interlaboratoires pratiqués en Amérique du Nord, les variations
de la résistance à l’ozone qui peuvent apparaître entre des laboratoires opérant sous des pressions
atmosphériques notablement différentes peuvent être corrigées si la concentration en ozone est donnée
en fonction de la pression partielle de l’ozone (voir l’Annexe C).
L’attention est attirée sur la nature fortement toxique de l’ozone. Il convient de s’efforcer en permanence
de réduire autant que possible l’exposition des employés. En l’absence de dispositions réglementaires
nationales plus rigoureuses ou opposées concernant la sécurité, il est recommandé de considérer
comme concentration maximale absolue une concentration de 10 parties d’ozone par cent millions
de parties d’air en volume dans l’atmosphère environnante, tandis qu’il convient que la concentration
moyenne maximale soit nettement plus faible.
Sauf en cas d’utilisation d’un système hermétiquement clos, une ventilation par aspiration pour éliminer
l’air chargé d’ozone est recommandée.
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NORME INTERNATIONALE ISO 1431-3:2017(F)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Résistance au
craquelage par l’ozone —
Partie 3:
Méthode de référence et autres méthodes pour la
détermination de la concentration d’ozone dans les
enceintes d’essai de laboratoire
1 Domaine d’application
Le présent document décrit trois types de méthodes destinées à déterminer la concentration d’ozone
dans des enceintes d’essai de laboratoire.
Méthode A — Absorption dans l’ultraviolet: il s’agit de la méthode de référence, qui est utilisée
comme moyen d’étalonnage des autres méthodes, B et C.
Méthode B — Techniques instrumentales:
B1: méthode électrochimique
B2: chimiluminescence
Méthode C — Techniques chimiques par voie humide:
Mode opératoire I
Mode opératoire II
Mode opératoire III
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 1431-1, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Résistance au craquelage par l’ozone — Partie 1:
Essais sous allongement statique et dynamique
ISO 13964, Qualité de l’air — Dosage de l’ozone dans l’air ambiant — Méthode photométrique dans
l’ultraviolet
3 Termes et définitions
Aucun terme n’est défini dans le présent document.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
© ISO 2017 – Tous droits réservés 1
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ISO 1431-3:2017(F)
4 Principe
Un mélange ozone/air est prélevé dans une enceinte d’exposition à l’ozone et la concentration en ozone
est déterminée soit par la méthode de référence par absorption dans l’ultraviolet, soit par une autre
méthode d’analyse chimique ou instrumentale étalonnée par rapport à la méthode de référence par
absorption dans l’ultraviolet.
5 Appareillage
L’appareillage utilisé pour la détermination de la concentration en ozone doit appartenir à l’un des
types suivants:
Absorption dans l’ultraviolet
Analyse électrochimique
Chimiluminescence
Analyse chimique par voie humide
La méthode de référence est l’absorption dans l’ultraviolet et tous les appareils doivent être étalonnés
par comparaison avec cette méthode, comme spécifié à l’Article 6.
L’appareillage utilisé dans la méthode par absorption dans l’ultraviolet doit être conforme à l’ISO 13964,
excepté qu’il doit être capable de mesurer les concentrations en ozone spécifiées dans l’ISO 1431-1.
D’autres méthodes possibles sont décrites à l’Annexe B (méthodes instrumentales) et à l’Annexe C
(méthodes chimiques par voie humide).
6 Étalonnage
L’étalonnage de l’appareillage servant à déterminer la concentration en ozone doit être conforme aux
modes opératoires donnés dans l’ISO 13964.
7 Mode opératoire
La méthode par absorption dans l’ultraviolet doit être réalisée conformément à l’ISO 13964.
Les autres méthodes instrumentales doivent être appliquées conformément aux instructions du
fabricant, en prêtant attention au montage initial, à la remise à zéro et à l’entretien et la vérification de
l’instrument, comme mentionné à l’Annexe B.
Les méthodes chimiques par voie humide doivent être appliquées conformément à l’Annexe C.
8 Expression des résultats
En général, la concentration en ozone ϕ est exprimée en parties d’ozone en volume par cent millions
O
3
de parties d’air en volume (ppcm).
3 3
La concentration en ozone peut également être exprimée en mg/m ou en mPa. L’expression mg/m
indique le nombre de molécules d’ozone dans le volume qui est disponible pour le craquelage par l’ozone
et elle dépend à la fois de la pression et de la température (voir l’Annexe A).
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ISO 1431-3:2017(F)
Les conversions peuvent être effectuées à l’aide de la formule suivante:
p
3 −3
ϕϕmg/m =×57, 810 ×× ppcm
O O
33
T
où
p est la pression atmosphérique, en hPa;
T est la température, en K.
En termes de pression partielle de l’ozone:
−3
ppmPa=10 ϕ ppcm
OO
33
où p est la pression atmosphérique, en hPa.
À 1 013 hPa et 273 K, 1 ppcm = 1,01 mPa.
9 Rapport d’essai
Le rapport d’essai dont contenir les informations suivantes:
a) une référence au présent document, c’est-à-dire ISO 1431-3;
b) la méthode utilisée, c’est-à-dire le type d’instrument ou la méthode chimique par voie humide;
c) l’intervalle de mesure si la mesure n’a pas été effectuée en continu;
d) la concentration d’ozone ou la plage de concentrations mesurée, exprimée en ppcm ou en pression
3
partielle de O en mg/m ou en mPa, corrigée si nécessaire par un facteur d’étalonnage;
3
e) la date de l’essai.
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ISO 1431-3:2017(F)
Annexe A
(informative)
Effet de la pression atmosphérique ambiante sur le craquelage du
caoutchouc par l’ozone
La vitesse de la réaction de l’ozone sur le caoutchouc, c’est-à-dire le taux de craquelage, est fonction
du nombre de collisions des molécules d’ozone contre la surface du caoutchouc, donc du nombre de
molécules d’ozone présentes, tous les autres facteurs étant maintenus constants.
L’équation des gaz parfaits et la loi de Dalton permettent de calculer la pression partielle de l’ozone p
O
3
en fonction du nombre de moles d’ozone n dans le volume V du mélange ozone/air, mesuré à la
O
3
température T:
RT
pn=
OO
33
V
où
est la pression partielle de l’ozone, en mPa;
p
O
3
T est la température, en K;
3
V est le volume du mélange ozone/air, en m ;
3 –1 –1
R est la constante des gaz parfaits (R = 8,314 Pa⋅m ⋅mol ⋅K ).
NOTE Dans les conditions normales de température (273 K) et de pression (1 atm., 760 torr ou 1 013 hPa),
1 ppcm = 1,01 mPa.
On peut démontrer que, pour une même teneur volumique en ozone dans l’air ozonisé, mesurée à la
même température mais à des pressions atmosphériques différentes, la pression partielle d’ozone et le
nombre de moles d’ozone varient dans le même rapport que la pression atmosphérique.
[3]
Les résultats d’un programme d’essais interlaboratoires conduit en Amérique du Nord mettent en
évidence l’effet de la pression ambiante sur le taux de craquelage à teneur volumique en ozone constante.
Par conséquent, l’expression de la concentration d’ozone dans les enceintes d’essais de laboratoire en
volume par volume est impropre lorsqu’il peut y avoir des différences dans la valeur de la pression
atmosphérique.
L’effet de ces variations peut être corrigé en maintenant une pression constante dans l’enceinte d’essai
ou en faisant varier la teneur volumique en ozone dans le mélange air/ozone de façon inversement
proportionnelle à la pression atmosphérique. Cet effet peut également être annulé si l’on exprime la
concentration d’ozone dans l’air ozonisé sous forme de la pression partielle de l’ozone.
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ISO 1431-3:2017(F)
Annexe B
(normative)
Autres méthodes instrumentales
B.1 Méthode électrochimique
B.1.1 Principe
L’air ozonisé barbote à un débit déterminé à travers une cellule coulométrique contenant une solution
tamponnée d’iodure de potassium et équipée d’une cathode en platine et d’une anode en mercure ou, de
préférence, en argent.
L’ozone réagit avec l’iodure de potassium pour libérer de l’iode libre qui est ionisé à la cathode et éliminé
à l’anode en produisant de l’iodure d’argent ou de mercure. Deux unités de charge sont produites pour
chaque molécule d’ozone et le courant résultant est proportionnel à la concentration d’ozone. La force
électromotrice nette de la cellule est annulée par l’application d’une force contre-électromotrice
et on applique des corrections en fonction de la température et de la pression ambiantes (voir la
Référence [1]).
La stœchiométrie de la réaction est la suivante:
O + 2KI + H O → 2KOH + O + I
3 2 2 2
–
À la cathode: I + 2e → 2I
2
–
À l’anode: 2I – 2e + 2Hg → Hg I
2 2
Suivant la loi de Faraday:
–
O → 2I → 2e → 2 × 96 500 coulombs
3
B.1.2 Appareillage
L’analyseur doit inclure une cellule coulométrique du type général illustré à la Figure B.1. Des modèles
conventionnels sont disponibles dans le commerce.
La cathode a la forme d’un panier en platine à travers lequel on fait barboter l’air ozonisé. L’anode peut
prendre l’une ou l’autre des formes suivantes, mais b) est la forme préférée:
a) un bain de mercure;
b) une spirale maillée en argent.
L’iode libéré de la solution par l’ozone est ionisé à la cathode et transporté à l’anode par la circulation de
liquide induite par le barbotage dans la direction indiquée par les flèches. À l’anode, de l’iodure d’argent
ou de mercure insoluble est formé avec libération de charges ioniques qui sont exactement équivalentes
à l’ozone introduit par le courant d’air.
La cellule doit être connectée à un circuit analyseur dont le type général est illustré à la Figure B.2.
Une source de courant continu stabilisé s’oppose au potentiel standard qui apparaît aux bornes de la
cellule lorsque celle-ci est tra
...
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