ISO 10138:1991
(Main)Steel and iron — Determination of chromium content — Flame atomic absorption spectrometric method
Steel and iron — Determination of chromium content — Flame atomic absorption spectrometric method
The publication of ISO 10138 gives rise to the cancellation of ISO 4936:1984. The method described determines chromium in non-alloy and low-alloy steels and iron. It is applicable to chromium contents between 0,002 % (m/m) and 2,0 % (m/m). Specifies normative references, principle, reagents, apparatus, sampling, procedure, expression of results and test report. Procedures for the determination of instrumental criteria are given in annex A. Additional information on the international co-operative tests are given in annex B, annex C represents the precision data graphically.
Aciers et fontes — Dosage du chrome — Méthode par spectrométrie d'absorption atomique dans la flamme
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL
10138
STANDARD
First edition
1991-04-01
--
Steel and iron - Determination of chromium
content - Flame atomic absorption
spectrometric method
- Methode par spectromt%rie
Aciers et fontes - Dosage du chrome
d’absorption atomique dans la flamme
---
--
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_-
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Reference number
--
--- ----.I_ IS0 10138:1991(E)
-- _-_. _ __.-- _.-_.
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IS0 10138:1991(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
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, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an lnter-
national Standard requires approval by at least 75 % of the member
bodies casting a vote.
International Standard IS0 10138 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 17, Steel.
The publication of this International Standard gives rise to the cancel-
lation of IS0 4936:1984.
Annex A forms an integral part of this International Standard. Annexes
B and C are for information only.
0 IS0 1991
All rights reserved. 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 the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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IS0 10138:1991 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
Steel and iron - Determination of chromium content - Flame
atomic absorption spectrometric method
1 Scope 3 Principle
Dissolution of a test portion in hydrochloric acid,
This International Standard specifies a flame atomic
followed by oxidation with nitric acid.
absorption spectrometric method for the determi-
nation of chromium in non-alloy and low-alloy steels
Filtration and ignition of the acid insoluble residue.
and iron.
Removal of silica with hydrofluoric acid.
The method is applicable to chromium contents be-
Fusion of the residue with potassium hydrogen sul-
tween 0,002 % (m/m) and 2,0 % (m/m).
fate, extraction of the melt in acid and addition of the
extract to the reserved filtrate.
Spraying the solution into a dinitrogen monoxide-
acetylene flame.
2 Normative references
Spectrometric measurement of the atomic absorp-
tion of the 357,9 nm or 425,4 nm spectral line emitted
The following standards contain provisions which,
by a chromium hollow cathode lamp.
through reference in this text, constitute provisions
of this International Standard. At the time of publi-
cation, the editions indicated were valid. All stan-
dards are subject to revision, and parties to
4 Reagents
agreements based on this International Standard
are encouraged to investigate the possibility of ap-
During the analysis, unless otherwise stated, use
plying the most recent editions of the standards in-
only reagents of recognized analytical grade and
dicated below. Members of IEC and IS0 maintain
only grade 2 water as specified in IS0 3696.
registers of currently valid international Standards.
IS0 377-2:1989, Selection and preparation of samples 4.1 Pure iron, containing less than
and test pieces of wrought steels - Part 2: Samples 0,0002 % @z/m) chromium.
for the determination of the chemical composition.
4.2 Potassium hydrogen sulfate (KHSO,).
IS0 385-1:1984, Laboratory glassware - Burettes -
Part I: General requirements.
4.3 Hydrochloric acid, p about I,19 g/ml.
IS0 648:1977, Laboratory glassware - One-mark
pipettes.
4.4 Nitric acid, p about I,40 g/ml.
IS0 1042:1983, Laboratory glassware - One-mark
volumetric f7asks.
4.5 Hydrofluoric acid, ~3 about I,15 g/ml.
IS0 3696:1987, Water for analytical laboratory use -
Specification and test methods.
4.6 Sulfuric acid, p about I,84 g/ml.
IS0 5725:1986, Precision of test methods -- Determi-
nation of repeatability and reproducibility for a stan-
dard test method by inter-laboratory tests. 4.7 Sulfuric acid, p about I,84 g/ml, diluted 1 + 3.
1
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IS0 10138:1991(E)
5.1 Platinum crucible, of capacity 30 ml.
4.8 Background solution.
Weigh, to the nearest 0,Ol g, IO,00 g of the pure iron
(4.1) into a 1 litre beaker. Add 10 g of potassium hy- 5.2 Atomic absorption spectrometer.
drogen sulfate (4.2) and 150 ml of hydrochloric acid
A chromium hollow cathode lamp; supplies of
(4.3). Heat gently until dissolved, then oxidize with
dinitrogen monoxide and acetylene sufficiently pure
30 ml of nitric acid (4.4) added in small portions. Al-
to give a steady clear fuel-lean flame, free from wa-
low to cool, transfer to a 250 ml one-mark volumetric
ter and oil, and free from chromium.
flask, dilute to the mark with water and mix.
The atomic absorption spectrometer used will be
25 ml of this background solution contains 1,000 g
satisfactory if after optimization according to 7.3.4
of Fe.
the limit of detection and characteristic concen-
tration are in reasonable agreement with the values
given by the manufacturer and if it meets the pre-
4.9 Chromium, standard solutions.
cision criteria given in 5.2.1 to 5.2.3.
It is also desirable that the instrument should con-
4.9.1 Stock solution, corresponding to I,0 g of Cr
form to the additional performance requirements
per litre.
given in 5.2.4.
Weigh, to the nearest 0,001 g, 1,000 g of metallic
chromium [purity > 99,9 % @z/m) Cr]. Place in a
52.1 Minimum precision (see clause A.l).
250 ml beaker, add 40 ml of hydrochloric acid (4.3),
cover the beaker with a watch-glass and dissolve
Calculate the standard deviation of 10 measure-
by heating. Cool to room temperature, transfer the
ments of the absorbance of the most concentrated
solution quantitatively to a 1000 ml one-mark
calibration solution. The standard deviation shall not
volumetric flask, dilute to the mark with water and
exceed I,5 % of the mean absorbance.
mix.
Calculate the standard deviation of 10 measure-
1 ml of this stock solution contains I,0 mg of Cr.
ments of the absorbance of the least concentrated
calibration solution (excluding the zero member).
The standard deviation shall not exceed 0,5 % of the
4.9.2 Standard solution A, corresponding to 400 mg
mean absorbance of the most concentrated cali-
of Cr per litre.
bration solution.
Transfer 100,O ml of the stock solution (4.9.1) to a
250 ml one-mark volumetric flask, dilute to the mark
52.2 Limit of detection (see clause A.2).
with water and mix.
This is defined as twice the standard deviation of
Prepare this standard solution immediately before
10 measurements of the absorbance of a solution
use.
containing the appropriate element of a concen-
tration level selected to give an absorbance just
1 ml of this standard solution contains 400 pg of Cr.
above that of the zero member.
The limit of detection of chromium in a matrix simi-
4.9.3 Standard solution B, corresponding to 100 mg
lar to the final test portion solution shall be better
of Cr per Iitre.
thaII 0,05 pg of Cr per millilitre for wavelength
357,9 nm and better than 0,15 pg of Cr per millilitre
Transfer IO,0 ml of the stdck solution (4.9.1) into a
for wavelength 425,4 nm.
100 ml one-mark volumetric flask, dilute to the mark
with water and mix.
5.2.3 Graph linearity (see clause A.3).
Prepare this standard solution immediately before
use.
The slope of the calibration graph covering the top
20 % of the concentration range (expressed as a
1 ml of this standard solution contains 100 pg of Cr.
change in absorbance) shall not be less than 0,7
times the value of the slope for the bottom 20 % of
the concentration range (expressed as a change in
absorbance) determined in the same way.
5 Apparatus
For instruments with automatic calibration using two
All volumetric glassware shall be class A, in ac-
or more standards, it shall be established prior to
cordance with IS0 385-1, IS0 648 or IS0 1042 as
the analysis, by obtaining absorbance readings, that
appropriate.
the above requirements for graph linearity are ful-
filled.
Ordinary laboratory apparatus, and
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IS0 10138:1991(E)
Allow to cool, add about 15 ml of water, filter
5.2.4 Characteristic concentration (see clause A.4).
through a close texture filter paper and collect the
The characteristic concentration for chromium in a
filtrate in a 250 ml beaker. Wash the filter paper
matrix similar to the final test portion solution shall
several times with warm water collecting the
be better than 0,2 pg of Cr per millilitre for wave-
washings in the beaker. Reserve the filtrate as the
length 357,9 nm and better than 0,5 pg of Cr per
main solution.
millilitre for wavelength 425,4 nm.
7.3.1.2 Treatment of insoluble residue
5.3 Ancillary equipment.
Transfer the filter paper and residue to a platinum
A strip chart recorder and/or digital readout device
crucible (5.1) dry and ignite at as low a temperature
is recommended to evaluate the criteria of 5.2.1 to
as possible until all carbonaceous matter is re-
5.2.3 and for all subsequent measurements.
moved and finally at about 800 “C for at least 15 min.
Scale expansion can be used until the noise ob-
Cool, add 2 drops of sulfuric acid (4.7) and about
served is greater than the readout error and is al-
2 ml of hydrofluoric acid (4.5). Evaporate to dryness,
ways recommended for absorbances below 0,l. If
heat to about 800 “C and cool. Add 1 g of potassium
scale expansion has to be used and the instrument
hydrogen sulfate (4.2) and fuse carefully until a clear
does not have the means to read the value of the
melt is obtained.
scale expansion factor, the value can be calculated
For residues which contained chromium carbide,
by measuring a suitable solution with and without
scale expansion and simply dividing the signal ob- prolonged heating may be necessary for complete
fusion. The potassium hydrogen sulfate can be re-
tained.
generated by allowing the melt to cool, adding
2 drops of sulfuric acid (4.6) and repeating the fusion
until the residue has dissolved.
6 Sampling
After cooling, add 10 ml of water and 2 ml of
Carry out sampling in accordance with IS0 377 or
hydrochloric acid (4.3) to the solidified melt in the
appropriate national standards for steel and iron.
crucible, transfer the contents to a 250 ml beaker
and heat gently until the solid has dissolved. Cool
and add the extract to the main solution (see
7.3.1 .I).
7 Procedure
7.1 Test portion
7.3.1.3 Dilution of the test solution
Weigh, to the nearest 0,001 g, approximately
According to the expected chromium content, dilute
1,000 g of the test sample.
the test solution (see 7.3.1.2) to the following vol-
ume:
7.2 Blank test
a) for chromium contents up to 0,l % (m/m), exactly
100 ml;
Parallel with the determination and following the
same procedure, carry out a blank test using the
b) for chromium contents between 0,l % (m/m) and
same quantities of all the reagents including the
2,0 % (m/m), exactly 500 ml.
pure iron (4.1).
7.3 Determination
7.3.2 Preparation of the calibration solutions
According to the chromium content, prepare the
Preparation of the test solution
7.3.1
calibration solutions by the following procedures.
7.3.1.1 Dissolution of the test portion
a) For chromium contents up to 0,l % (m/m), intro-
duce 25,0 ml of background solution (4.8) into a
Place the test portion (7.1) in a 250 ml beaker. Add
series of seven 100 ml one-mark volumetric
15 ml of hydrochloric acid (4.3), cover the beaker
flasks, then respectively add, using a pipette or
with a watch-glass and heat gently until solvent ac-
burette, the volumes of chromium standard sol-
tion ceases. Oxidize with 3 ml of nitric acid (4.4)
ution B (4.9.3) indicated in table 1. Dilute to the
added dropwise and boil for 1 min to remove oxides
mark with water and mix.
of nitrogen.
3
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IS0 10138:1991(E)
7.3.3 Adjustment of atomic absorption
Table 1 spectrometer
Volume of chromium
Corresponding mass of
See table 3.
standard solution B
chromium
(4.9.3)
Table 3
ml
w
Element
Characteristic
0’) 0
1 ,o 091
Type of lamp Chromium hollow cathode
290 012
490 04 Wavelength Chromium contents up to
6,O 096 0,5 % (m/m): 357,9 nm
890 098
Chromium contents greater than
10,o
to
0,5 O/o (m/m): 425,4 nm
Flame Dinitrogen monoxide-acetylene
1) Zero member.
fuel-lean flame adjusted for maxi-
mum chromium response
Lamp current Follow manufacturer’s recommen-
b) For chromium contents between 0,l % (m/m)
dations
and 0,5 % (m/m), introduce 5,0 ml of background
Bandwith
Follow manufacturer’s recommen-
solution (4.8
...
ISO
NORME
10138
INTERNATIONALE
Première édition
199 1-04-o 1
Aciers et fontes - Dosage du chrome -
Méthode par spedrométrie d’absorption
atomique dans la flamme
Steel and iron - Determination of chromium content - Flame a tomic
absorption spectrometric method
-.
Numéro de référence
ISO 10138:1991(F)
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ISO 10138:1991(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé 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 I’ISO participent également aux tra-
vaux, L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 */* au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 10138 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 17, Acier.
La publication de cette Norme internationale entraîne l’annulation de
I’ISO 4936: 1984.
artie intégra la présente Norme
L’an nexe A fait p nte de internationa #le.
.
Les C sont donn ées un iquement à titre d’in
annexes B et formation.
0 ISO 1991
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-
duite 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’éditeur.
de normalisation
Organisation Internationale
Case Postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
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ISO 10138:1991(F)
NORME INTERNATIONALE
du chrome - Méthode par
Aciers et fontes - Dosage
atomique dans la flamme
spectrométrie d’absorption
ISO 5725:1986, Fidélité des méthodes d’essai - Dé-
1 Domaine d’application
termination de la répétabilité et de la reproductibilité
d‘une méthode d’essai normalisée par essais inter-
La présente Norme internationale prescrit une mé-
laboratoires.
thode de dosage par spectrométrie d’absorption
atomique dans la flamme, du chrome dans les
aciers non alliés et les aciers légèrement alliés et
3 Principe
les fontes.
Mise en solution d’une prise d’essai par l’acide
La méthode est applicable aux teneurs en chrome
chlorhydrique suivie d’une oxydation par l’acide ni-
comprises entre 0,002 % (m/m) et 2,0 % (m/m).
trique.
Filtration et calcination des résidus insolubles à
l’acide. Élimination de la silice par l’acide fluorhy-
drique.
2 Références normatives
Fusion des résidus avec de I’hydrogénosulfate de
potassium, extraction des produits de fusion à
Les normes suivantes contiennent des dispositions
l’acide et ajout des extraits au fïltrat mis en réserve.
qui, par suite de la référence qui en est faite,
constituent des dispositions valables pour la pré-
Nébulisation de la solution dans une flamme mo-
sente Norme internationale. Au moment de la pu-
noxyde de diazote acétylène.
blication, les éditions indiquées étaient en vigueur.
Toute norme est sujette à révision et les parties
Mesure spectrométrique de l’absorption atomique
prenantes des accords fondés sur la présente
à la longueur d’onde de 357,9 nm ou 425,4 nm de la
Norme internationale sont invitées à rechercher la
raie spectrale émise par la lampe à cathode creuse
possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
au chrome.
des normes indiquées ci-après. Les membres de la
CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes
4 Réactifs
internationales en vigueur à un moment donné.
Au cours de l’analyse, sauf indication contraire, uti-
ISO 377-2:1989, Prélèvement et préparation des
liser uniquement des réactifs de qualité analytique
échantillons et éprouvettes en aciers corroyés -
reconnue et de l’eau qualité 2 spécifiée dans
Partie 2: Échantillons pour la détermination de la
I’ISO 3696.
composition chimique.
ISO 385.1:1984, Verrerie de laboratoire -- Burettes 4.1 Fer pur, à teneur en chrome inférieure à
- Partie 1: Spécifications générales. 0,000 2 % (m/m).
ISO 648:1977, Verrerie de laboratoire - Pipettes à un
4.2 Hydrogénosulfate de potassium (KHSO,).
trait.
4.3 Acide chlorhydrique, F 1,19 g/ml environ.
ISO 1042:1983, Verrerie de laboratoire - Fioles jau-
gées à un trait.
4.4 Acide nitrique, p 1,40 g/ml environ.
ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analyti-
- Spécifkation et méthodes d’essai. 4.5 Acide fluorhydrique, p 1,15 g/ml environ.
que
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ISO 10138:1991(F)
4.6 Acide sulfurique, p 1,84 g/ml environ. Matériel courant de laboratoire, et
4.7 Acide sulfurique, p 1,84 g/ml environ, dilué
5.1 Creuset en platine, de capacité 30 ml.
1 + 3.
5.2 Spectromètre d’absorption atomique.
4.8 Solution de matrice.
Lampe à cathode creuse au chrome; approvision-
Peser, à 0,Ol g près, 10,OO g de fer pur (4.1) dans un
nement du monoxyde de diazote et de l’acétylène
bécher de 1 litre. Ajouter 10 g d’hydrogénosulfate
suffisamment pur afin de donner une flamme régu-
de potassium (4.2) et 150 ml d’acide chlorhydrique
lière, pauvre en combustible, exempte d’eau et
(4.3). Chauffer doucement jusqu’à dissolution, puis
d’huile, et exempte de chrome.
oxyder avec 30 ml d’acide nitrique (4.4) ajouté pro-
gressivement par petites portions. Laisser refroidir,
Le spectromètre d’absorption atomique utilisé
transvaser dans une fiole jaugée de 250 ml, com-
conviendra si la limite de détection et la concen-
pléter au volume avec de l’eau et homogénéiser.
tration caractéristique coïncident raisonnablement
avec les valeurs indiquées par le fabricant après
25 ml de cette solution contiennent 1,000 g de Fe.
optimisation conformément à 7.3.4 et s’il répond aux
critères de fidélité donnés de 5.2.1 à 5.2.3.
4.9 Chrome, solution étalon.
Il est également souhaitable que l’instrument soit
conforme aux spécifications supplémentaires don-
4.9.1 Solution mère, correspondant à 1,0 g de Cr
nées en 5.2.4 .
par litre.
Peser, à 0,001 g près, 1,000 g de chrome métallique
52.1 Fidélité minimale (voir article A.l).
de pureté [ > 99,9 % (m/m) Cr]. Placer dans un
Calculer l’écart-type de 10 mesurages de I’absor-
bécher de 250 ml, ajouter 40 ml d’acide chlorhydri-
bance de la solution d’étalonnage la plus concen-
que (4.3), couvrir avec un verre de montre et dis-
trée. L’écart-type ne doit pas excéder 1,5 % de
soudre en chauffant. Refroidir à température
I’absorbance moyenne.
ambiante, transvaser quantitativement dans une
fiole jaugée de 1000 ml, compléter au volume avec
Calculer l’écart-type de 10 mesurages de I’absor-
de l’eau et homogénéiser.
bance de la solution d’étalonnage la moins concen-
trée (excepté la solution d’étalonnage corres-
1 ml de cette solution mère contient 1,0 mg de Cr.
pondant au terme zéro). L’écart-type ne doit pas
excéder 0,5 % de I’absorbance moyenne de la so-
4.9.2 Solution étalon A, correspondant à 400 mg de
lution d’étalonnage la plus concentrée.
Cr par litre.
Transvaser 100,O ml de solution mère (4.9.1) dans
5.2.2 Limite de détection (voir article A.2).
une fiole jaugée de 250 ml, compléter au volume
Elle est définie comme le double de l’écart-type de
avec de l’eau et homogénéiser.
10 mesurages de I’absorbance de la solution conte-
Préparer cette solution étalon au moment de I’em-
nant l’élément approprié au niveau de concentration
. .
ploi.
choisie afin de donner une absorbante juste au-
dessus du terme zéro.
1 ml de cette solution étalon contient 400 pg de Cr.
La limite de détection du chrome dans la matrice
similaire à la solution de la prise d’essai finale doit
4.9.3 Solution étalon B, correspondant à 100 mg de
être meilleure que 0,05 pg de Cr par millilitre pour
Cr par litre.
la longueur d’onde 357,9 nm et être meilleure que
Transvaser 10,O ml de solution mère (4.9.1) dans
0,15 Fg de Cr par millilitre pour la longueur d’onde
une fiole jaugée de 100 ml, compléter au volume
425,4 nm.
avec de l’eau et homogénéiser.
5.2.3 Linéarité de la courbe (voir article A.3).
moment de I’em-
Préparer cette solution étalon au
ploi.
La pente de la courbe d’étalonnage correspondant
aux 20 % supérieurs du domaine de concentrations
1 ml de cette solution étalon contient 100 pg de Cr.
(exprimée en variation d’absorbance) ne doit pas
être inférieure à 0,7 fois la valeur de la pente cor-
respondant aux 20 % inférieurs du domaine de
5 Appareillage
concentration (exprimé en variation d’absorbance),
Toutes les verreries jaugées doivent être de qualité la détermination &ant effectuée de la même ma-
A, conformément à I’ISO 385-1, ISO 648 ou ISO 1042. nière.
2
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ISO 10138:1991(F)
Pour les instruments d’étalonnage automatique em- 7.3 Dosage
ployant deux ou plus de deux étalons, il faut que les
exigences susmentionnées pour la linéarité de la
courbe soient remplies avant une analyse à l’aide
d’une lecture de I’absorbance.
7.3.1 Préparation de la solution d’essai
52.4 Concentration caractéristiques
(voir article A.4).
7.3.1.1 Mise en solution d’une prise d’essai
La concentration caractéristique pour le chrome
Placer la prise d’essai (7.1) dans un bécher de
dans une matrice similaire à la solution de prise
250 ml. Ajouter 15 ml d’acide chlorhydrique (4.3)
d’essai finale doit être meilleure que 0,2 pg de Cr
couvrir le bécher d’un verre-de montre et chauffer
par millilitre pour la longueur d’onde 357,9 nm et
doucement jusqu’à cessation de réaction. Oxyder
être meilleure que 0,5 pg de Cr par millilitre pour la
avec 3 ml d’acide nitrique (4.4) ajoutés goutte à
longueur d’onde 425,4 nm.
goutte et faire bouillir pendant 1 min pour éliminer
1
les oxydes d’azote.
5.3 Appareil auxiliaire.
Laisser refroidir et ajouter 15 ml environ d’eau et
II est recommandé d’utiliser un enregistreur à
filtrer sur un papier filtre à texture fine et recueillir
bande ou un dispositif à lecture numérique, ou les
le filtrat dans un bécher de 250 ml. Laver le papier
deux, pour mesurer ces critères de 5.2.1 à 5.2.3 pour
filtre plusieurs fois avec de l’eau tiède, en rassem-
toutes les autres mesures.
blant les eaux de lavage dans le bécher. Conserver
L’expansion d’échelle peut être utilisée jusqu’à ce le filtrat comme solution principale.
qu’un bruit observé soit plus grand que l’erreur de
la lecture et il est recommandé dans tous les cas
pour I’absorbance au-dessous de 0,l. Si l’expansion
7.3.1.2 Traitement du résidu insoluble
d’échelle doit être utilisée et l’instrument ne peut
pas donner la lecture de la valeur du coefficient de
Transvaser le papier filtre et le résidu dans un
l’expansion d’échelle, la valeur peut être calculée
creuset en platine (5.1) sécher et calciner à tempé-
par le mesurage de la solution appropriée avec ou
rature aussi basse que possible jusqu’à ce que tou-
sans l’expansion d’échelle et par la division simple
tes les matières carbonées soient éliminées, puis à
du signal observé.
800 OC pendant au moins 15 min. Refroidir, ajouter
deux gouttes d’acide sulfurique (4.7) et 2 ml environ
6 Échantillonnage d’acide fluorhydrique (4.5). Évaporer jusqu’à siccité,
chauffer à 800 “C environ et refroidir. Ajouter 1 g
Effectuer l’échantillonnage conformément aux spé-
d’hydrogénosulfate de potassium (4.2) et effectuer
cifications de I’ISO 377 ou des normes nationales
attentivement la fusion jusqu’à obtention du produit
appropriées pour l’acier et les fontes.
clair de fusion.
Le chauffage prolongé sera nécessaire pour la fu-
7 Mode opératoire
sion complète des résidus qui contiennent des car-
bures de chrome. L’hydrogénosulfate de potassium
7.1 Prise d’essai
peut être régénérée par refroidissement du produit
de fusion, ajout de deux gouttes d’acide sulfurique
Peser, à 0,001 g, environ 1,000 g de l’échantillon
(4.6) et reprise de la fusion jusqu’à dissolution des
pour essai.
résidus.
Après refroidissement, ajouter 10 ml d’eau et 2 ml
7.2 Essai à blanc
d’acide chlorhydrique (4.3) au produit de fusion so-
Effectuer parallèlement au dosage et en suivant le lidifié dans le creuset, transvaser les contenus dans
même mode opératoire, un essai à blanc, en em- le bécher de 250 ml et chauffer doucement jusqu’à
ployant les mêmes quantités de tous les réactifs y dissolution des corps solides. Refroidir et ajouter
compris du fer pur (4.1). l’extrait à la solution principale (voir 7.3.1.1).
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ISO 10138:1991(F)
7.3.1.3 Dilution de la solution d’essai b) Pour les teneurs en chrome comprises entre
0,l % (m/m) et 0,5 % (m/nz), introduire 5,0 ml de
Conformément à la teneur en chrome prévue, diluer
la solution de matrice (4.8) dans une série de
la solution d’essai (voir 7.3.1.2) au volume suivant:
sept fioles jaugées de 100 ml, puis ajouter res-
pectivement, à l’aide d’une pipette ou d’une bu-
a) pour les teneurs en chrome jusqu’à
rette, les volumes de la solution étalon B de
0,l % (m/m), exactement 100 ml;
chrome (4.9.3) indiqués dans le tableau 1, com-
pléter au volume avec de l’eau et homogénéiser.
b) pour les teneurs en chrome comprises entre
0,l % (m/m) et 2,0 % (~/KV), exactement 500 ml.
c) Pour les teneurs en chrome comprises entre
0,5 % (m/m) et 2,0 O/o (m/m), introduire 5,O ml de
7.3.2 Préparation des solutions d’étalonnage
la solution de matrice (4.8) dans un série de sept
fioles jaugées de 100 ml, puis ajouter respec-
Conformément à la teneur en chrome, préparer les
tivement, à l’aide d’une pipette ou d’une burette,
solutions d’étalonnage d’après le mode suivant.
les volumes de la solution étalon A de chrome
(4.9.2) indiqués dans le tableau 2, compléter au
a) Pour les teneurs en chrome jusqu’à
volume avec de l’eau et homogénéiser.
0,l % (m/m), introduire 25,0 ml de la solution de
matrice (4.8) dans une série de sept fioles jau-
gées de 100 ml, puis ajouter respectivement, à
l’aide d’un pipette ou d’une burette, les volumes
de la solution étalon B de chrome (4.9.3) indi-
Tableau 2
qués dans le tableau 1, compléter au volume
avec de l’eau et homogénéiser.
Volume de la solution
Masse correspondante de
étalon A de chrome
chrome
(4.9.2)
Tableau 1
ml
Volume de la solution
mg
Masse correspondante
...
ISO
NORME
10138
INTERNATIONALE
Première édition
199 1-04-o 1
Aciers et fontes - Dosage du chrome -
Méthode par spedrométrie d’absorption
atomique dans la flamme
Steel and iron - Determination of chromium content - Flame a tomic
absorption spectrometric method
-.
Numéro de référence
ISO 10138:1991(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10138:1991(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé 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 I’ISO participent également aux tra-
vaux, L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 */* au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 10138 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 17, Acier.
La publication de cette Norme internationale entraîne l’annulation de
I’ISO 4936: 1984.
artie intégra la présente Norme
L’an nexe A fait p nte de internationa #le.
.
Les C sont donn ées un iquement à titre d’in
annexes B et formation.
0 ISO 1991
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-
duite 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’éditeur.
de normalisation
Organisation Internationale
Case Postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
~-
ISO 10138:1991(F)
NORME INTERNATIONALE
du chrome - Méthode par
Aciers et fontes - Dosage
atomique dans la flamme
spectrométrie d’absorption
ISO 5725:1986, Fidélité des méthodes d’essai - Dé-
1 Domaine d’application
termination de la répétabilité et de la reproductibilité
d‘une méthode d’essai normalisée par essais inter-
La présente Norme internationale prescrit une mé-
laboratoires.
thode de dosage par spectrométrie d’absorption
atomique dans la flamme, du chrome dans les
aciers non alliés et les aciers légèrement alliés et
3 Principe
les fontes.
Mise en solution d’une prise d’essai par l’acide
La méthode est applicable aux teneurs en chrome
chlorhydrique suivie d’une oxydation par l’acide ni-
comprises entre 0,002 % (m/m) et 2,0 % (m/m).
trique.
Filtration et calcination des résidus insolubles à
l’acide. Élimination de la silice par l’acide fluorhy-
drique.
2 Références normatives
Fusion des résidus avec de I’hydrogénosulfate de
potassium, extraction des produits de fusion à
Les normes suivantes contiennent des dispositions
l’acide et ajout des extraits au fïltrat mis en réserve.
qui, par suite de la référence qui en est faite,
constituent des dispositions valables pour la pré-
Nébulisation de la solution dans une flamme mo-
sente Norme internationale. Au moment de la pu-
noxyde de diazote acétylène.
blication, les éditions indiquées étaient en vigueur.
Toute norme est sujette à révision et les parties
Mesure spectrométrique de l’absorption atomique
prenantes des accords fondés sur la présente
à la longueur d’onde de 357,9 nm ou 425,4 nm de la
Norme internationale sont invitées à rechercher la
raie spectrale émise par la lampe à cathode creuse
possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
au chrome.
des normes indiquées ci-après. Les membres de la
CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes
4 Réactifs
internationales en vigueur à un moment donné.
Au cours de l’analyse, sauf indication contraire, uti-
ISO 377-2:1989, Prélèvement et préparation des
liser uniquement des réactifs de qualité analytique
échantillons et éprouvettes en aciers corroyés -
reconnue et de l’eau qualité 2 spécifiée dans
Partie 2: Échantillons pour la détermination de la
I’ISO 3696.
composition chimique.
ISO 385.1:1984, Verrerie de laboratoire -- Burettes 4.1 Fer pur, à teneur en chrome inférieure à
- Partie 1: Spécifications générales. 0,000 2 % (m/m).
ISO 648:1977, Verrerie de laboratoire - Pipettes à un
4.2 Hydrogénosulfate de potassium (KHSO,).
trait.
4.3 Acide chlorhydrique, F 1,19 g/ml environ.
ISO 1042:1983, Verrerie de laboratoire - Fioles jau-
gées à un trait.
4.4 Acide nitrique, p 1,40 g/ml environ.
ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analyti-
- Spécifkation et méthodes d’essai. 4.5 Acide fluorhydrique, p 1,15 g/ml environ.
que
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ISO 10138:1991(F)
4.6 Acide sulfurique, p 1,84 g/ml environ. Matériel courant de laboratoire, et
4.7 Acide sulfurique, p 1,84 g/ml environ, dilué
5.1 Creuset en platine, de capacité 30 ml.
1 + 3.
5.2 Spectromètre d’absorption atomique.
4.8 Solution de matrice.
Lampe à cathode creuse au chrome; approvision-
Peser, à 0,Ol g près, 10,OO g de fer pur (4.1) dans un
nement du monoxyde de diazote et de l’acétylène
bécher de 1 litre. Ajouter 10 g d’hydrogénosulfate
suffisamment pur afin de donner une flamme régu-
de potassium (4.2) et 150 ml d’acide chlorhydrique
lière, pauvre en combustible, exempte d’eau et
(4.3). Chauffer doucement jusqu’à dissolution, puis
d’huile, et exempte de chrome.
oxyder avec 30 ml d’acide nitrique (4.4) ajouté pro-
gressivement par petites portions. Laisser refroidir,
Le spectromètre d’absorption atomique utilisé
transvaser dans une fiole jaugée de 250 ml, com-
conviendra si la limite de détection et la concen-
pléter au volume avec de l’eau et homogénéiser.
tration caractéristique coïncident raisonnablement
avec les valeurs indiquées par le fabricant après
25 ml de cette solution contiennent 1,000 g de Fe.
optimisation conformément à 7.3.4 et s’il répond aux
critères de fidélité donnés de 5.2.1 à 5.2.3.
4.9 Chrome, solution étalon.
Il est également souhaitable que l’instrument soit
conforme aux spécifications supplémentaires don-
4.9.1 Solution mère, correspondant à 1,0 g de Cr
nées en 5.2.4 .
par litre.
Peser, à 0,001 g près, 1,000 g de chrome métallique
52.1 Fidélité minimale (voir article A.l).
de pureté [ > 99,9 % (m/m) Cr]. Placer dans un
Calculer l’écart-type de 10 mesurages de I’absor-
bécher de 250 ml, ajouter 40 ml d’acide chlorhydri-
bance de la solution d’étalonnage la plus concen-
que (4.3), couvrir avec un verre de montre et dis-
trée. L’écart-type ne doit pas excéder 1,5 % de
soudre en chauffant. Refroidir à température
I’absorbance moyenne.
ambiante, transvaser quantitativement dans une
fiole jaugée de 1000 ml, compléter au volume avec
Calculer l’écart-type de 10 mesurages de I’absor-
de l’eau et homogénéiser.
bance de la solution d’étalonnage la moins concen-
trée (excepté la solution d’étalonnage corres-
1 ml de cette solution mère contient 1,0 mg de Cr.
pondant au terme zéro). L’écart-type ne doit pas
excéder 0,5 % de I’absorbance moyenne de la so-
4.9.2 Solution étalon A, correspondant à 400 mg de
lution d’étalonnage la plus concentrée.
Cr par litre.
Transvaser 100,O ml de solution mère (4.9.1) dans
5.2.2 Limite de détection (voir article A.2).
une fiole jaugée de 250 ml, compléter au volume
Elle est définie comme le double de l’écart-type de
avec de l’eau et homogénéiser.
10 mesurages de I’absorbance de la solution conte-
Préparer cette solution étalon au moment de I’em-
nant l’élément approprié au niveau de concentration
. .
ploi.
choisie afin de donner une absorbante juste au-
dessus du terme zéro.
1 ml de cette solution étalon contient 400 pg de Cr.
La limite de détection du chrome dans la matrice
similaire à la solution de la prise d’essai finale doit
4.9.3 Solution étalon B, correspondant à 100 mg de
être meilleure que 0,05 pg de Cr par millilitre pour
Cr par litre.
la longueur d’onde 357,9 nm et être meilleure que
Transvaser 10,O ml de solution mère (4.9.1) dans
0,15 Fg de Cr par millilitre pour la longueur d’onde
une fiole jaugée de 100 ml, compléter au volume
425,4 nm.
avec de l’eau et homogénéiser.
5.2.3 Linéarité de la courbe (voir article A.3).
moment de I’em-
Préparer cette solution étalon au
ploi.
La pente de la courbe d’étalonnage correspondant
aux 20 % supérieurs du domaine de concentrations
1 ml de cette solution étalon contient 100 pg de Cr.
(exprimée en variation d’absorbance) ne doit pas
être inférieure à 0,7 fois la valeur de la pente cor-
respondant aux 20 % inférieurs du domaine de
5 Appareillage
concentration (exprimé en variation d’absorbance),
Toutes les verreries jaugées doivent être de qualité la détermination &ant effectuée de la même ma-
A, conformément à I’ISO 385-1, ISO 648 ou ISO 1042. nière.
2
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ISO 10138:1991(F)
Pour les instruments d’étalonnage automatique em- 7.3 Dosage
ployant deux ou plus de deux étalons, il faut que les
exigences susmentionnées pour la linéarité de la
courbe soient remplies avant une analyse à l’aide
d’une lecture de I’absorbance.
7.3.1 Préparation de la solution d’essai
52.4 Concentration caractéristiques
(voir article A.4).
7.3.1.1 Mise en solution d’une prise d’essai
La concentration caractéristique pour le chrome
Placer la prise d’essai (7.1) dans un bécher de
dans une matrice similaire à la solution de prise
250 ml. Ajouter 15 ml d’acide chlorhydrique (4.3)
d’essai finale doit être meilleure que 0,2 pg de Cr
couvrir le bécher d’un verre-de montre et chauffer
par millilitre pour la longueur d’onde 357,9 nm et
doucement jusqu’à cessation de réaction. Oxyder
être meilleure que 0,5 pg de Cr par millilitre pour la
avec 3 ml d’acide nitrique (4.4) ajoutés goutte à
longueur d’onde 425,4 nm.
goutte et faire bouillir pendant 1 min pour éliminer
1
les oxydes d’azote.
5.3 Appareil auxiliaire.
Laisser refroidir et ajouter 15 ml environ d’eau et
II est recommandé d’utiliser un enregistreur à
filtrer sur un papier filtre à texture fine et recueillir
bande ou un dispositif à lecture numérique, ou les
le filtrat dans un bécher de 250 ml. Laver le papier
deux, pour mesurer ces critères de 5.2.1 à 5.2.3 pour
filtre plusieurs fois avec de l’eau tiède, en rassem-
toutes les autres mesures.
blant les eaux de lavage dans le bécher. Conserver
L’expansion d’échelle peut être utilisée jusqu’à ce le filtrat comme solution principale.
qu’un bruit observé soit plus grand que l’erreur de
la lecture et il est recommandé dans tous les cas
pour I’absorbance au-dessous de 0,l. Si l’expansion
7.3.1.2 Traitement du résidu insoluble
d’échelle doit être utilisée et l’instrument ne peut
pas donner la lecture de la valeur du coefficient de
Transvaser le papier filtre et le résidu dans un
l’expansion d’échelle, la valeur peut être calculée
creuset en platine (5.1) sécher et calciner à tempé-
par le mesurage de la solution appropriée avec ou
rature aussi basse que possible jusqu’à ce que tou-
sans l’expansion d’échelle et par la division simple
tes les matières carbonées soient éliminées, puis à
du signal observé.
800 OC pendant au moins 15 min. Refroidir, ajouter
deux gouttes d’acide sulfurique (4.7) et 2 ml environ
6 Échantillonnage d’acide fluorhydrique (4.5). Évaporer jusqu’à siccité,
chauffer à 800 “C environ et refroidir. Ajouter 1 g
Effectuer l’échantillonnage conformément aux spé-
d’hydrogénosulfate de potassium (4.2) et effectuer
cifications de I’ISO 377 ou des normes nationales
attentivement la fusion jusqu’à obtention du produit
appropriées pour l’acier et les fontes.
clair de fusion.
Le chauffage prolongé sera nécessaire pour la fu-
7 Mode opératoire
sion complète des résidus qui contiennent des car-
bures de chrome. L’hydrogénosulfate de potassium
7.1 Prise d’essai
peut être régénérée par refroidissement du produit
de fusion, ajout de deux gouttes d’acide sulfurique
Peser, à 0,001 g, environ 1,000 g de l’échantillon
(4.6) et reprise de la fusion jusqu’à dissolution des
pour essai.
résidus.
Après refroidissement, ajouter 10 ml d’eau et 2 ml
7.2 Essai à blanc
d’acide chlorhydrique (4.3) au produit de fusion so-
Effectuer parallèlement au dosage et en suivant le lidifié dans le creuset, transvaser les contenus dans
même mode opératoire, un essai à blanc, en em- le bécher de 250 ml et chauffer doucement jusqu’à
ployant les mêmes quantités de tous les réactifs y dissolution des corps solides. Refroidir et ajouter
compris du fer pur (4.1). l’extrait à la solution principale (voir 7.3.1.1).
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ISO 10138:1991(F)
7.3.1.3 Dilution de la solution d’essai b) Pour les teneurs en chrome comprises entre
0,l % (m/m) et 0,5 % (m/nz), introduire 5,0 ml de
Conformément à la teneur en chrome prévue, diluer
la solution de matrice (4.8) dans une série de
la solution d’essai (voir 7.3.1.2) au volume suivant:
sept fioles jaugées de 100 ml, puis ajouter res-
pectivement, à l’aide d’une pipette ou d’une bu-
a) pour les teneurs en chrome jusqu’à
rette, les volumes de la solution étalon B de
0,l % (m/m), exactement 100 ml;
chrome (4.9.3) indiqués dans le tableau 1, com-
pléter au volume avec de l’eau et homogénéiser.
b) pour les teneurs en chrome comprises entre
0,l % (m/m) et 2,0 % (~/KV), exactement 500 ml.
c) Pour les teneurs en chrome comprises entre
0,5 % (m/m) et 2,0 O/o (m/m), introduire 5,O ml de
7.3.2 Préparation des solutions d’étalonnage
la solution de matrice (4.8) dans un série de sept
fioles jaugées de 100 ml, puis ajouter respec-
Conformément à la teneur en chrome, préparer les
tivement, à l’aide d’une pipette ou d’une burette,
solutions d’étalonnage d’après le mode suivant.
les volumes de la solution étalon A de chrome
(4.9.2) indiqués dans le tableau 2, compléter au
a) Pour les teneurs en chrome jusqu’à
volume avec de l’eau et homogénéiser.
0,l % (m/m), introduire 25,0 ml de la solution de
matrice (4.8) dans une série de sept fioles jau-
gées de 100 ml, puis ajouter respectivement, à
l’aide d’un pipette ou d’une burette, les volumes
de la solution étalon B de chrome (4.9.3) indi-
Tableau 2
qués dans le tableau 1, compléter au volume
avec de l’eau et homogénéiser.
Volume de la solution
Masse correspondante de
étalon A de chrome
chrome
(4.9.2)
Tableau 1
ml
Volume de la solution
mg
Masse correspondante
...
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