ISO 11271:2002
(Main)Soil quality — Determination of redox potential — Field method
Soil quality — Determination of redox potential — Field method
ISO 11271:2002 specifies a field method for the determination of soil redox potential (Eh). NOTE The electrochemical measurement of redox potential described here is possible only if the relevant soil horizon has a moisture status defined as fresh or wetter according to the classes presented in annex D.
Qualité du sol — Détermination du potentiel d'oxydoréduction — Méthode de terrain
L'ISO 11271 spécifie une méthode de terrain pour la détermination du potentiel d'oxydoréduction, ou potentiel redox, d'un sol (Eh). NOTE Le mesurage électrochimique du potentiel redox décrit n'est possible que pour un horizon de sol dont le degré d'humidité est défini comme frais ou plus humide, selon la classification présentée à l'annexe D.
Kakovost tal – Določevanje redoks potenciala – Terenska metoda
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11271
First edition
2002-10-01
Soil quality — Determination of redox
potential — Field method
Qualité du sol — Détermination du potentiel d'oxydoréduction — Méthode
de terrain
Reference number
ISO 11271:2002(E)
© ISO 2002
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11271:2002(E)
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electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO's
member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
©
ii ISO 2002 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 11271:2002(E)
Contents Page
1 Scope . 1
2 Normative reference . 1
3 Term and definition . 1
4 Principle . 1
5 Apparatus . 2
6 Reagents . 3
7 Site selection and sampling . 3
8 Procedure . 3
9 Evaluation . 4
10 Expression of results . 4
11 Test report . 4
Annexes
A Description of the construction of redox electrodes, of the salt bridge, and their arrangement during
measurement . 5
B Potentials of platinum electrodes in different solutions . 9
C Potentials of reference electrodes. 10
D Soil moisture status. 11
Bibliography. 12
©
ISO 2002 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 11271:2002(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 11271 was prepared by Technical Committee ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee
SC 3, Chemical methods and soil characteristics.
Annexes A, B, C and D of this International Standard are for information only.
©
iv ISO 2002 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 11271:2002(E)
Introduction
The redox potential is a physicochemical parameter used to characterize soil aeration status in a global way. Under
field conditions, it gives information on the condition of oxidation or reduction of those compounds which, depending
on the case, play an important part in plant nutrition, can induce toxicity phenomena or intervene in gas transfer to
the atmosphere (greenhouse effect). It can also be used to a certain extent to follow soil performances in case of
sludge disposal or composting, and to adjust applications accordingly. Under laboratory conditions, it can be used in
order to study oxygen diffusion phenomena to aggregate level.
©
ISO 2002 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11271:2002(E)
Soil quality — Determination of redox potential — Field method
1 Scope
This International Standard specifies a field method for the determination of soil redox potential (E ).
h
NOTE The electrochemical measurement of redox potential described here is possible only if the relevant soil horizon has a
moisture status defined as fresh or wetter according to the classes presented in annex D.
2 Normative reference
The following normative document contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, this publication do not
apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent edition of the normative document indicated below. For undated references,
the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of
currently valid International Standards.
ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
3 Term and definition
For the purposes of this International Standard, the following term and definition apply.
3.1
redox potential
E
h
electrochemical potential reflecting the oxidation-reduction status of a liquid chemical system (in this case of the soil
solution)
4 Principle
Redox potential is an electrochemical equivalent of the free energy of redox reactions, and for an equilibriated single
redox system of the general form:
− +
A +ne +mH � A (1)
ox red
is given by the Nernst equation:
RT A 2,303mRT
ox
0
E =E + ln − pH (2)
h
nF A nF
red
where
A and A are the activities of the oxidized and reduced forms of the element, respectively;
ox red
−
e refers to the electron(s) involved in the reaction;
+
H refers to the proton(s) involved in the reaction;
©
ISO 2002 – All rights reserved 1
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ISO 11271:2002(E)
nm and are the numbers of electrons and protons involved in the reaction, respectively;
0
E is the standard value of the potential, i.e. when A =A and pH= 0;
ox red
−1 −1
R is the universal gas constant (8,314 1 J· mol · K );
T is the absolute temperature;
−1
F is the Faraday constant (96 500 C· mol );
2,303 is the natural log of 10.
−
Redox potential is related to electron activity (e ) in the system as follows:
� �
RT
−
E = − ln e (3)
h
F
NOTE Users of this International Standard unfamiliar with these electrochemical concepts should consult appropriate texts, or
seek professional advice.
The electrometric determination of redox potential is analogous to the determination of pH. The determination of
E
h
follows the principle of measuring potential differences between an inert measuring electrode (usually a platinum
electrode), i.e. an electrode not reacting with the solution per se, with respect to the standard hydrogen electrode
used as the reference electrode. Many redox systems are involved in the soil solution, and the resulting potential is a
mixed potential depending on the existing electroactive redox couples. For practical reasons, a silver-silver chloride
electrode is usually used as the reference electrode, the potential of which is added to the measured potential
difference (see annex C) in order to obtain the values expressed on the basis of the standard hydrogen electrode.
5 Apparatus
5.1 Millivoltmeter, with an input resistance not less than 10 GΩ and sensitivity of 1mV.
5.2 A set of redox-electrodes, constructed as in A.1.
All electrodes should be sufficiently robust for field use.
5.3 Reference electrode: silver/silver chloride reference electrode in 1 mol/l or 3 mol/l potassium chloride solution.
Other reference electrodes such as the calomel electrode can also be used, but are not recommended because of
the health hazard connected with the use of mercury. The potential of such reference electrodes with respect to the
standard hydrogen electrode is given in annex B. Reference electrodes should be stored in a potassium chloride
solution (6.4) of the same concentration as that present in the electrode, or directly in the salt bridge (5.5) containing
the same concentration of potassium chloride. It should be noted that lower concentrations of potassium chloride will
reduce contamination of the soil with this salt.
5.4 Rigid rod, (stainless steel has been found suitable), 20 cm to 100 cm in length, with a diameter 2 mm greater
than that of the redox electrodes (5.2).
The rod shall have a length which allows the redox electrodes to be inserted to the desired depth in the soil.
5.5 Salt bridge, to connect the reference electrode with the soil (see A.2).
5.6 Hand auger, with a diameter 3mm to 5mm greater than that of the salt bridge.
5.7 Electrode cleaning materials: finest grade of steel wool, scouring powder and some cotton cloth have been
found suitable.
©
2 ISO 2002 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 11271:2002(E)
5.8 Thermometer, to measure the temperature at the location of the reference electrode (see clause 8) with an
◦
accuracy of 1 C.
6Reagents
6.1 Redox buffer solution, to calibrate the redox electrodes.
Use either buffered quinhydrone solution (prepared by adding quinhydrone to a pH buffer to obtain a suspension), or
an equimolar solution of potassium hexacyanoferrate(III) and potassium hexacyanoferrate(II) (see annex B).
6.2 Water, conforming to grade 2 of ISO 3696.
6.3 Agar, ρ= 0,5 %, in a potassium chloride solution of the same concentration as that in the reference electrode.
6.4 Potassium chloride solution, of the same concentration as that chosen in 5.3.
NOTE This solution is used to store the reference electrode and to add to the salt bridge, as needed.
7 Site selection and sampling
The selection and description of the place of measurement, and of samples for laboratory measurement, should
follow the guidelines given in ISO 10381-1:— and ISO 11464.
8 Procedure
8.1 Care, cleaning and testing of the redox electrode system
The platinum electrodes shall be stored in air and kept clean. They shall be inspected for damage and/or
contamination at intervals of not more than one year, and every time they are used. Oils, fats and waxes, and other
chemicals likely to adhere are particularly damaging to electrode performance. If contaminated with soil material they
shall be cleaned gently with a cotton cloth, and rinsed with distilled water. In cases of severe contamination, e.g. with
oils, etc. (above), an appropriate solvent followed by scouring material (5.7) shall be used (see Note below).
The reference electrode(s) shall also be inspected at the same time as the platinum electrode(s). Any visible change
in the colour or transparency of the potassium chloride electrolyte solution indicates probable trouble. In such cases
the reference electrode shall not be used. Crystals of potassium chloride are, however, a normal feature of saturated
potassium chloride solutions, and are no reason to reject the electrode in question.
The electrodes shall be checked prior to each series of measurements, by determining their response in the redox
buffer solution (6.1). The measure
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 11271:2006
01-september-2006
.DNRYRVWWDO±'RORþHYDQMHUHGRNVSRWHQFLDOD±7HUHQVNDPHWRGD
Soil quality -- Determination of redox potential -- Field method
Qualité du sol -- Détermination du potentiel d'oxydoréduction -- Méthode de terrain
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 11271:2002
ICS:
13.080.20 Fizikalne lastnosti tal Physical properties of soils
SIST ISO 11271:2006 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
SIST ISO 11271:2006
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SIST ISO 11271:2006
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11271
First edition
2002-10-01
Soil quality — Determination of redox
potential — Field method
Qualité du sol — Détermination du potentiel d'oxydoréduction — Méthode
de terrain
Reference number
ISO 11271:2002(E)
© ISO 2002
---------------------- Page: 3 ----------------------
SIST ISO 11271:2006
ISO 11271:2002(E)
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ii ISO 2002 – All rights reserved
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SIST ISO 11271:2006
ISO 11271:2002(E)
Contents Page
1 Scope . 1
2 Normative reference . 1
3 Term and definition . 1
4 Principle . 1
5 Apparatus . 2
6 Reagents . 3
7 Site selection and sampling . 3
8 Procedure . 3
9 Evaluation . 4
10 Expression of results . 4
11 Test report . 4
Annexes
A Description of the construction of redox electrodes, of the salt bridge, and their arrangement during
measurement . 5
B Potentials of platinum electrodes in different solutions . 9
C Potentials of reference electrodes. 10
D Soil moisture status. 11
Bibliography. 12
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SIST ISO 11271:2006
ISO 11271:2002(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 11271 was prepared by Technical Committee ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee
SC 3, Chemical methods and soil characteristics.
Annexes A, B, C and D of this International Standard are for information only.
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SIST ISO 11271:2006
ISO 11271:2002(E)
Introduction
The redox potential is a physicochemical parameter used to characterize soil aeration status in a global way. Under
field conditions, it gives information on the condition of oxidation or reduction of those compounds which, depending
on the case, play an important part in plant nutrition, can induce toxicity phenomena or intervene in gas transfer to
the atmosphere (greenhouse effect). It can also be used to a certain extent to follow soil performances in case of
sludge disposal or composting, and to adjust applications accordingly. Under laboratory conditions, it can be used in
order to study oxygen diffusion phenomena to aggregate level.
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SIST ISO 11271:2006
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11271:2002(E)
Soil quality — Determination of redox potential — Field method
1 Scope
This International Standard specifies a field method for the determination of soil redox potential (E ).
h
NOTE The electrochemical measurement of redox potential described here is possible only if the relevant soil horizon has a
moisture status defined as fresh or wetter according to the classes presented in annex D.
2 Normative reference
The following normative document contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, this publication do not
apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent edition of the normative document indicated below. For undated references,
the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of
currently valid International Standards.
ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
3 Term and definition
For the purposes of this International Standard, the following term and definition apply.
3.1
redox potential
E
h
electrochemical potential reflecting the oxidation-reduction status of a liquid chemical system (in this case of the soil
solution)
4 Principle
Redox potential is an electrochemical equivalent of the free energy of redox reactions, and for an equilibriated single
redox system of the general form:
− +
A +ne +mH � A (1)
ox red
is given by the Nernst equation:
RT A 2,303mRT
ox
0
E =E + ln − pH (2)
h
nF A nF
red
where
A and A are the activities of the oxidized and reduced forms of the element, respectively;
ox red
−
e refers to the electron(s) involved in the reaction;
+
H refers to the proton(s) involved in the reaction;
©
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SIST ISO 11271:2006
ISO 11271:2002(E)
nm and are the numbers of electrons and protons involved in the reaction, respectively;
0
E is the standard value of the potential, i.e. when A =A and pH= 0;
ox red
−1 −1
R is the universal gas constant (8,314 1 J· mol · K );
T is the absolute temperature;
−1
F is the Faraday constant (96 500 C· mol );
2,303 is the natural log of 10.
−
Redox potential is related to electron activity (e ) in the system as follows:
� �
RT
−
E = − ln e (3)
h
F
NOTE Users of this International Standard unfamiliar with these electrochemical concepts should consult appropriate texts, or
seek professional advice.
The electrometric determination of redox potential is analogous to the determination of pH. The determination of
E
h
follows the principle of measuring potential differences between an inert measuring electrode (usually a platinum
electrode), i.e. an electrode not reacting with the solution per se, with respect to the standard hydrogen electrode
used as the reference electrode. Many redox systems are involved in the soil solution, and the resulting potential is a
mixed potential depending on the existing electroactive redox couples. For practical reasons, a silver-silver chloride
electrode is usually used as the reference electrode, the potential of which is added to the measured potential
difference (see annex C) in order to obtain the values expressed on the basis of the standard hydrogen electrode.
5 Apparatus
5.1 Millivoltmeter, with an input resistance not less than 10 GΩ and sensitivity of 1mV.
5.2 A set of redox-electrodes, constructed as in A.1.
All electrodes should be sufficiently robust for field use.
5.3 Reference electrode: silver/silver chloride reference electrode in 1 mol/l or 3 mol/l potassium chloride solution.
Other reference electrodes such as the calomel electrode can also be used, but are not recommended because of
the health hazard connected with the use of mercury. The potential of such reference electrodes with respect to the
standard hydrogen electrode is given in annex B. Reference electrodes should be stored in a potassium chloride
solution (6.4) of the same concentration as that present in the electrode, or directly in the salt bridge (5.5) containing
the same concentration of potassium chloride. It should be noted that lower concentrations of potassium chloride will
reduce contamination of the soil with this salt.
5.4 Rigid rod, (stainless steel has been found suitable), 20 cm to 100 cm in length, with a diameter 2 mm greater
than that of the redox electrodes (5.2).
The rod shall have a length which allows the redox electrodes to be inserted to the desired depth in the soil.
5.5 Salt bridge, to connect the reference electrode with the soil (see A.2).
5.6 Hand auger, with a diameter 3mm to 5mm greater than that of the salt bridge.
5.7 Electrode cleaning materials: finest grade of steel wool, scouring powder and some cotton cloth have been
found suitable.
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2 ISO 2002 – All rights reserved
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SIST ISO 11271:2006
ISO 11271:2002(E)
5.8 Thermometer, to measure the temperature at the location of the reference electrode (see clause 8) with an
◦
accuracy of 1 C.
6Reagents
6.1 Redox buffer solution, to calibrate the redox electrodes.
Use either buffered quinhydrone solution (prepared by adding quinhydrone to a pH buffer to obtain a suspension), or
an equimolar solution of potassium hexacyanoferrate(III) and potassium hexacyanoferrate(II) (see annex B).
6.2 Water, conforming to grade 2 of ISO 3696.
6.3 Agar, ρ= 0,5 %, in a potassium chloride solution of the same concentration as that in the reference electrode.
6.4 Potassium chloride solution, of the same concentration as that chosen in 5.3.
NOTE This solution is used to store the reference electrode and to add to the salt bridge, as needed.
7 Site selection and sampling
The selection and description of the place of measurement, and of samples for laboratory measurement, should
follow the guidelines given in ISO 10381-1:— and ISO 11464.
8 Procedure
8.1 Care, cleaning and testing of the redox electrode system
The platinum electrodes shall be stored in air and kept clean. They shall be inspected for damage and/or
contamination at intervals of not more than one year, and every time they are used. Oils, fats and waxes, and other
chemicals likely to adhere are particularly damaging to electrode performance. If contaminated with soil material they
shall be cleaned gently with a cotton cloth, and rinsed with distilled water. In cases of severe contamination, e.g. with
oils, etc. (above), an appropriate solvent followed by scouring material (5.7) shall be used (see Note below).
The reference electrode(s) shall also be inspected at the same time as the platinum electrode(s). Any visible change
in the colour or transparency of the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11271
Première édition
2002-10-01
Qualité du sol — Détermination du potentiel
d'oxydoréduction — Méthode de terrain
Soil quality — Determination of redox potential — Field method
Numéro de référence
ISO 11271:2002(F)
© ISO 2002
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ISO 11271:2002(F)
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© ISO 2002
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Imprimé en Suisse
©
ii ISO 2002 – Tous droits réservés
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ISO 11271:2002(F)
Sommaire Page
1 Domaine d'application . 1
2 Référence normative . 1
3 Terme et définition . 1
4 Principe . 1
5 Appareillage . 2
6 Réactifs . 3
7 Sélection du site et échantillonnage . 3
8 Mode opératoire . 3
9 Évaluation . 4
10 Expression des résultats . 5
11 Rapport d'essai . 5
Annexes
A Description du montage d'électrodes redox, du pont électrolytique et de leur disposition pendant
le mesurage . 6
B Potentiels d'électrodes de platine dans différentes solutions. 10
C Potentiels d'électrodes de référence. 11
D Degré d'humidité du sol . 12
Bibliographie. 13
©
ISO 2002 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 11271:2002(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale 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.
La Norme internationale ISO 11271 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité
SC 3, Méthodes chimiques et caractéristiques du sol.
Les annexes A, B, C et D de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d'information.
©
iv ISO 2002 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 11271:2002(F)
Introduction
Le potentiel d’oxydoréduction du sol est un paramètre physico-chimique important, utilisé pour caractériser
globalement le degré d'aération d'un sol. Sur site, il fournit des informations sur l'état d'oxydation ou de réduction des
composants qui, selon les cas, jouent un rôle important dans la nutrition des végétaux, peuvent provoquer des
phénomènes de toxicité ou intervenir dans les transferts gazeux vers l'atmosphère (effet de serre). Il peut également
être utilisé, dans une certaine mesure, pour suivre les performances du sol lors de l'épandage ou du compostage
des boues et adapter les applications en conséquence. En laboratoire, il peut être utilisé pour étudier les
phénomènes de diffusion de l'oxygène au niveau des agrégats.
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ISO 2002 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 11271:2002(F)
Qualité du sol — Détermination du potentiel d'oxydoréduction —
Méthode de terrain
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode de terrain pour la détermination du potentiel
d'oxydoréduction, ou potentiel redox, d'un sol (E ).
h
NOTE Le mesurage électrochimique du potentiel redox décrit n'est possible que pour un horizon de sol dont le degré d'humidité
est défini comme frais ou plus humide, selon la classification présentée à l'annexe D.
2Référence normative
Le document normatif suivant contient des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les amendements ultérieurs
ou les révisions de cette publication ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la
présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer l'édition la plus récente du
document normatif indiqué ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition du document normatif en
référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des Normes internationales en
vigueur.
ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
3 Terme et définition
Pour les besoins de la présente Norme internationale, le terme et la définition suivants s'appliquent.
3.1
potentiel redox
E
h
potentiel électrochimique représentatif de l'état d'oxydoréduction d'un système chimique liquide (dans le cas présent,
d'une solution de sol)
4Principe
Le potentiel redox est un équivalent électrochimique de l'énergie libre des réactions d'oxydation et de réduction et
pour un seul système redox équilibré de forme générale:
− +
A +ne +mH � A (1)
ox red
est donné par l'équation de Nernst:
RT A 2,303mRT
ox
0
E =E + ln − pH (2)
h
nF A nF
red
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où
A et A sont respectivement les activités des formes oxydée et réduite de l'élément;
ox red
−
e fait référence à l'électron ou aux électrons impliqué(s) dans la réaction;
+
H
fait référence au(x) proton(s) impliqué(s) dans la réaction;
nm et sont respectivement le nombre d'électrons et le nombre de protons impliqués dans la réaction;
0
E est la valeur normalisée du potentiel, c'est-à-dire lorsque A =A et pH= 0;
ox red
−1 −1
R est la constante universelle des gaz (8,314 1 J· mol · K );
T est la température absolue;
−1
est la constante Faraday ( );
F 96 500 C· mol
2,303 est le logarithme naturel de 10.
−
Le potentiel d'oxydoréduction est lié à l'activité des électrons (e ) dans le système comme suit:
� �
RT
−
E = − ln e (3)
h
F
NOTE Il est recommandé aux utilisateurs de la présente Norme internationale qui ne maîtrisent pas ces concepts
électrochimiques de consulter la documentation appropriée ou de se renseigner auprès de professionnels.
La détermination électrométrique du potentiel redox est analogue à la détermination du pH. La détermination du
potentiel redox, E , suit le principe de la mesure de la différence de potentiel entre une électrode de mesurage inerte
h
(généralement une électrode de platine), c'est-à-dire une électrode ne réagissant pas avec la solution elle-même, et
l'électrode à hydrogène normalisée utilisée comme électrode de référence. De nombreux systèmes redox sont mis
en œuvre dans la solution de sol et le potentiel qui en résulte est un potentiel global qui dépend des couples redox
électro-actifs existants. Pour des raisons pratiques, une électrode argent-chlorure d'argent est généralement utilisée
comme électrode de référence dont le potentiel est ajouté à la différence de potentiel mesurée (voir annexe C) pour
obtenir les valeurs exprimées sur la base de l'électrode à hydrogène normalisée.
5 Appareillage
5.1 Millivoltmètre, avec une résistance d'entrée d'au moins 10 GΩ et une sensibilité de 1mV.
5.2 Un jeu d'électrodes redox, telles que décrites en A.1.
Il convient que toutes les électrodes soient suffisamment robustes pour une utilisation sur le terrain.
5.3 Électrode de référence: électrode de référence argent/chlorure d'argent dans une solution de chlorure de
potassium à 1 mol/lou à .3 mol/l
D'autres électrodes de référence, telles que les électrodes au calomel, peuvent également être utilisées, mais elles
ne sont pas recommandées du fait des risques pour la santé liés à l'utilisation du mercure. Le potentiel de telles
électrodes de référence par rapport à une électrode à hydrogène normalisée est donné à l'annexe B. Il est
recommandé de stocker les électrodes de référence dans une solution de chlorure de potassium (6.4) de même
concentration que celle de l'électrode, ou directement dans le pont électrolytique (5.5) contenant une concentration
de chlorure de potassium identique. Il convient de noter que des concentrations plus faibles de chlorure de
potassium réduisent la contamination du sol par ce sel.
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5.4 Tige rigide (l'acier inoxydable convient), de 20 cm à 100 cm de longueur et d'un diamètre supérieur de 2 mm à
celui des électrodes redox (5.2).
La tige doit avoir une longueur permettant l'insertion des électrodes redox à la profondeur désirée dans le sol.
5.5 Pont électrolytique, pour connecter l'électrode de référence au sol (voir A.2).
5.6 Tarière à main, d'un diamètre supérieur de 3mm à 5mm à celui du pont électrolytique.
5.7 Matériel et produits de nettoyage des électrodes: la paille de fer très fine, certains chiffons en coton et la
poudre à récurer se sont avérés adaptés.
5.8 Thermomètre, pour mesurer la température du sol à l'emplacement de l'électrode de référence (voir article 8)
◦
avec une précision de 1 C.
6Réactifs
6.1 Solution tampon redox, pour étalonner les électrodes redox.
Utiliser soit une solution tamponnée de quinhydrone (préparée en ajoutant de la quinhydrone à la solution de pH
tamponnée pour obtenir une suspension), soit une solution équimolaire d'hexaferricyanate(III) de potassium et
d'hexaferrocyanate(II) de potassium (voir annexe B).
6.2 Eau, conforme à la qualité 2 selon l’ISO 3696.
6.3 Agar-agar, ρ= 0,5 %, dans une solution de chlorure de potassium de même concentration que celle de
l'électrode de référence.
6.4 Solution de chlorure de potassium, de même concentration que celle choisie en 5.3.
NOTE Cette solution est utilisée pour stocker l'électrode de référence ou est ajoutée dans le pont électrolytique, selon le cas.
7Sélection du site et échantillonnage
Il est recommandé que la sélection et la description de l'emplacement des mesurages ainsi que des échantillons
pour les mesurages effectués en laboratoire suivent les lignes directrices données dans l'ISO10381-1 et
l'ISO 11464.
8 Mode opératoire
8.1 Entretien, nettoyage et essai du système d'électrodes de potentiel redox
Les électrodes de platine doivent être stockées à l'air et maintenues propres. Elles doivent être inspectées pour
détecter d'éventuelles détériorations et/ou contaminations à chaque utilisation, mais au moins une fois par an. Les
huiles, graisses, cires et autres produits chimiques susceptibles d'adhérer aux électrodes ont un effet
particulièrement négatif sur leur fonctionnement. Les électrodes contaminées par des particules de sol doivent être
nettoyées doucement avec un chiffon en coton et rincées avec de l'eau distillée. En cas de contamination importante,
par exemple une contamination par des huiles, etc. (voir ci-dessus), un solvant approprié, puis une poudre à récurer
(5.7) doivent être utilisés (voir la Note ci-dessous).
L'électrode ou les électrodes de référence doivent être vérifiées en même temps que l’électrode ou les électrodes de
platine. Tout changement visible de couleur ou de transparence de la solution électrolytique de chlorure de
potassium indique une anomalie probable. Dans ce cas, l'électrode de référence ne doit pas être utilisée.
Cependant, la présence de cristaux de chlorure de potassium est une caractéristique normale des solutions de
chlorure de potassium saturées et ne justifie pas le rejet de l'électrode en question.
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ISO 11271:2002(F)
Les électrodes doivent être vérifiées avant chaque série de mesurages en déterminant leur réaction au moyen de la
so
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Questions, Comments and Discussion
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