ISO 1431-3:2000
(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
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
L'ISO 1431:2000 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.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 1431-3
First edition
2000-04-01
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
ISO 1431-3:2000(E)
©
ISO 2000
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 1431-3:2000(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but shall not
be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In downloading
this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat accepts no liability in
this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In the
unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2000
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, 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 22 734 10 79
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
ii © ISO 2000 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 1431-3:2000(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Principle.2
4 Apparatus .2
5 Calibration .2
6 Procedure .2
7 Expression of results .2
8 Test report .3
Annex A (normative) The effect of ambient atmospheric pressure on ozone cracking of rubber.4
Annex B (normative) Alternative instrumental methods.5
Annex C (normative) Wet-chemical methods.8
© ISO 2000 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 1431-3:2000(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 part of ISO 1431 may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 1431-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products,
Subcommittee SC 2, Physical and degradation tests.
ISO 1431 consists of the following parts, under the general title Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance
to ozone cracking:
� Part 1: Static strain test
� Part 2: Dynamic strain test
� Part 3: Reference and alternative methods for determining the ozone concentration in laboratory test chambers
Annexes A, B and C form a normative part of this part of ISO 1431.
iv © ISO 2000 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 1431-3:2000(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
must 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 part of ISO 1431 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
[3]
terms of parts by volume. As established by interlaboratory tests conducted in North 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, whilst 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.
© ISO 2000 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 1431-3:2000(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 part of ISO 1431 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 normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 1431. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 1431 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents 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 1431-1:1989, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking — Part 1: Static strain test.
ISO 1431-2:1994, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking — Part 2: Dynamic strain
test.
ISO 13964:1998, Air quality — Determination of ozone in ambient air — Ultraviolet photometric method.
© ISO 2000 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 1431-3:2000(E)
3 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.
4 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 5.
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 and -2.
Descriptions of alternative methods are given in annex B (instrumental methods) and annex C (wet-chemical
methods).
5 Calibration
Calibration of the apparatus for determining the ozone concentration shall be in accordance with the procedures
given in ISO 13964.
6 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.
7 Expression of results
Generally, the ozone concentration � is expressed in parts of ozone by volume per hundred million parts of air by
O
3
volume (pphm).
3 3
However, the ozone concentration may also be expressed in mg/m or in mPa. The expression mg/m indicates the
number of ozone molecules in the volume which is available for ozone cracking and depends on both pressure and
temperature.
For conversion purposes, the following equation is valid:
2 © ISO 2000 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 1431-3:2000(E)
p
33�
��mg / m��5,78 10�� pphm
OO
33
T
where p, the atmospheric pressure, is in hPa and T is in K.
In terms of the partial pressure of ozone:
�3
ppmPa � 10 � pphm
OO
3
3
where p, the atmospheric pressure, is in hPa.
At 1 013 hPa and 273 K, 1 pphm = 1,01 mPa.
8 Test report
The test report shall contain the following information:
a) a reference to this part of ISO 1431, 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.
© ISO 2000 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 1431-3:2000(E)
Annex A
(normative)
The 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 a function of
O
3
the number of moles of ozone n in volume V of the ozone/air mixture, measured at temperature T:
O
3
RT
pn�
OO
33
V
where
p is in mPa;
O
3
T is in K;
3
V is 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.
4 © ISO 2000 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 1431-3:2000(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 d.c. 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.
© ISO 2000 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 1431-3:2000(E)
B.1.3 Reagents
Prepare a buffered solution of potassium iodide as follows:
Weigh out the following analytical-reagent quality chemicals and dissolve in 1 litre of chloride-free and sulfate-free
distilled water:
Potassium iodide (KI) 1,50 g
Sodium monohydrogen phosphate (Na HPO)1,50g
2 4
Potassium dihydrogen phosphate (KH PO)1,40g
2 4
This should give a solution buffered at pH 6,5
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 1431-3
Première édition
2000-04-01
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 1431-3:2000(F)
©
ISO 2000
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 1431-3:2000(F)
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
© ISO 2000
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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.org
Web www.iso.org
Version française parue en 2006
Publié en Suisse
ii © ISO 2000 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 1431-3:2000(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Principe. 2
4 Appareillage. 2
5 Étalonnage. 2
6 Mode opératoire. 2
7 Expression des résultats. 2
8 Rapport d'essai . 3
Annexe A (normative) 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. 8
Bibliographie . 21
© ISO 2000 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 1431-3:2000(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 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. 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 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.
L'ISO 1431-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Elastomères et produits à base
d'élastomères, sous-comité SC 2, Essais et analyses.
L'ISO 1431 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Résistance au craquelage par l'ozone:
⎯ Partie 1: Essais sous allongement statique et dynamique
⎯ Partie 3: Méthode de référence et autres méthodes pour la détermination de la concentration d'ozone
dans les enceintes d'essai de laboratoire
iv © ISO 2000 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 1431-3:2000(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 doivent être étalonnées. 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 la présente partie de l'ISO 1431 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. Comme
[3]
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. Il convient que la concentration moyenne maximale soit nettement plus faible.
Sauf en cas d'utilisation d'un système hermétiquement clos, il est recommandé d'installer une ventilation par
aspiration pour éliminer l'air chargé d'ozone.
© ISO 2000 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 1431-3:2000(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
La présente partie de l'ISO 1431 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 de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 1431-1:1989, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Résistance au craquelage par l'ozone —
Partie 1: Essais sous allongement statique et dynamique
ISO 1431-2:1994, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Résistance au craquelage par l'ozone —
Partie 2: Essai de déformation dynamique
ISO 13964:1998, Qualité de l'air — Dosage de l'ozone dans l'air ambiant — Méthode photométrique dans
l'ultraviolet
© ISO 2000 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 1431-3:2000(F)
3 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.
4 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 5.
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 et
l'ISO 1431-2.
D'autres méthodes possibles sont décrites à l'Annexe B (méthodes instrumentales) et à l'Annexe C
(méthodes chimiques par voie humide).
5 Étalonnage
L'étalonnage de l'appareillage servant à déterminer la concentration en ozone doit être conforme aux modes
opératoires donnés dans l'ISO 13964.
6 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.
7 Expression des résultats
En général, la concentration en ozone ϕ est exprimée en parties d'ozone en volume par cent millions de
O
3
parties d'air en volume (pphm).
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.
2 © ISO 2000 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 1431-3:2000(F)
Les conversions peuvent être effectuées à l'aide de l'équation suivante:
p
33−
ϕϕmg / m=×5,78 10×× pphm
OO
33
T
où la pression atmosphérique, p, est exprimée en hPa et la température, T, est exprimée en K.
En termes de pression partielle de l'ozone:
−3
ppmPa = 10 ϕ pphm
OO
3
3
où la pression atmosphérique, p, est exprimée en hPa.
À 1 013 hPa et 273 K, 1 pphm = 1,01 mPa.
8 Rapport d'essai
Le rapport d'essai dont contenir les informations suivantes:
a) la référence à la présente partie de l'ISO 1431, 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 pphm 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.
© ISO 2000 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 1431-3:2000(F)
Annexe A
(normative)
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 en
O
3
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
p est exprimé en mPa;
O
3
T est exprimé en K;
3
V est exprimé 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 pphm = 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.
4 © ISO 2000 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 1431-3:2000(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 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 traversée par de l'air sans ozone. Ce potentiel standard dépend du matériau de l'anode.
© ISO 2000 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 1431-3:2000(F)
B.1.3 Réactifs
Préparer une solution tamponnée d'iodure de potassium de la manière suivante:
Peser les produits chimiques suivants de qualité réactifs pour analyse et les dissoudre dans 1 litre d'eau
distillée sans chlore et sans sulfate:
Iodure de potassium (KI) 1,50 g
Hydrogénophosphate de sodium (Na HPO) 1,50 g
2 4
Dihydrogénophosphate de potassium (KH PO)
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.