Steel -- Determination of high cobalt content -- Potentiometric titration method after separation by ion exchange

Aciers -- Dosage du cobalt en fortes teneurs -- Méthode par titrage potentiométrique après séparation par échange d'ions

General Information

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Published
Publication Date
20-Aug-1997
Current Stage
6060 - International Standard published
Completion Date
21-Aug-1997
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ISO 11653:1997 - Steel -- Determination of high cobalt content -- Potentiometric titration method after separation by ion exchange
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ISO 11653:1997 - Aciers -- Dosage du cobalt en fortes teneurs -- Méthode par titrage potentiométrique apres séparation par échange d'ions
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL IS0
STANDARD
11653
First edition
1997-08-l 5
Steel - Determination of high cobalt
content - Potentiometric titration method
after separation by ion exchange
Aciers - Dosage du cobalt en fortes teneurs - M&hode par titrage
potentiom&rique apr&s sgparation par &change d’ions
Reference number
IS0 11653:1997(E)
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IS0 11653:1997(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, governmental 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 International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

International Standard IS0 11653 was prepared by Technical Committee lSO/TC 17, Steel, Subcommittee SC 1,

Methods of determination of chemical composition.
Annexes A and B of this International Standard are for information only.
0 IS0 1997

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 the publisher.

International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Internet central @ iso.ch
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Printed in Switzerland
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IS0 11653:1997(E)
INTERNATIONAL STANDARD 0 IS0
Steel - Determination of high cobalt content - Potentiometric
titration method after separation by ion exchange
1 Scope

This International Standard specifies a method for the determination of cobalt in steel using a potentiometric titration

method after separation by ion exchange.

The method is applicable to a cobalt content of between 50 % (m/m) and 17,O % (m/m).

2 Normative references

The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this

International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to

revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the

possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and IS0 maintain

registers of currently valid International Standards.
IS0 385-l :1984, Laboratory glassware - Burettes - fart I: Genera/ requirements.
IS0 648: 1977, Laboratory glassware - One-mark pipettes.
IS0 1042:- 1), Laboratory glassware - One-mark volumetric flasks.
- Specification and test methods.
IS0 3696:1987, Water for analytical laboratory use

IS0 5725-l :1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part I: General

principles and definitions.

IS0 5725-2:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 2: Basic method

for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method.

IS0 5725-3:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 3: Intermediate

measures of the precision of a standard measurement method.
Sampling and preparation of samples for the determination of chemical
IS0 14284 :1996, Steel and iron -
composition.
3 Principle
Dissolution of a test portion in a mixture of nitric and hydrochloric acids.

Separation of cobalt from interfering elements by selective elusion from an anion exchange column using

hydrochloric acid.
1) To be published. (Revision of IS0 1042:1983)
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@ IS0
IS0 11653: 1997(E)

Oxidation with perchloric acid. Removal of dissolved chlorine and oxygen with a stream of nitrogen.

Addition of the test solution to a solution containing ammonium citrate, ammonium hydroxide and an excess of

potassium hexacyanoferrate (Ill) standard solution and titration of the excess with a standard cobalt solution using

potentiometric end-point detection.
4 Reagents

During the analysis, unless otherwise stated, use only reagents of recognized analytical grade and grade 2 water as

specified in IS0 3696.
4.1 Hydrochloric acid, p about 1,19 g/ml{
4.2 Hydrochloric acid, about 1 ,I 9 , diluted 7+5.
p g/ml
4.3 Hydrochloric acid, p about 1,19 g/ml , diluted 2+3.
4.4 Hydrochloric acid, p about 1,19 g/ml , diluted 1+2.
4.5 Hydrochloric acid, p about 1,19 g/ml, diluted 1+19.
4.6 Nitric acid, p about 1,40 g/ml.
4.7 Perchloric acid, p about 1,67 g/ml (see note 1).

NOTE 1 Perchloric acid (p about I,54 g/ml) may also be used. 100 ml of perchloric acid (p about 1,67 g/ml) is equivalent

to 127 ml of perchloric acid (p about I,54 g/ml).
4.8 Ammonium hydroxide, p about 0,89 g/ml.

4.9 Ammonium citrate, solution, corresponding to 200 g per litre. Dissolve 100 g of citric acid

monohydrate (C,H,OTDH,O) in approximately 250 ml of water. Cautiously, and with constant stirring, add

170 ml of ammonium hydroxide (4.8). After cooling, dilute to 500 ml with water and mix.

4.10 Cobalt, standard solution, corresponding to 2,00 g of cobalt per litre.

Weigh, to the nearest 0,001 g, 2,000 g of cobalt metal [minimum purity 99,95 % (m/m)] (see note 2). Transfer to a

600 ml beaker and dissolve in 40 ml of nitric acid (p about 1,40, diluted 1 +l). Heat to complete dissolution, boil

gently to expel oxides of nitrogen, cool and transfer to a 1 000 ml one-mark volumetric flask. Dilute to the mark with

water and mix. Store in a polyethylene bottle.
1 ml of this solution contains 2,00 mg of Co.

NOTE 2 High purity cobalt powde r not be used because oxygen adversely affects accuracy. For example

or wire should be used.
rod, shot
4.11 Potassium hexacyanoferrate (Ill), standard volumetric solution.
4.11 .l Preparation of the standard volumetric solution.

Dissolve 5,6 g of potassium hexacyanoferrate(lII) [K,Fe(CN),] in 250 ml of water. Filter the solution through a pulp

pad and wash thoroughly with water. Transfer to a 500 ml one-mark volumetric flask, dilute to the mark with water

and mix. Refilter and standardize this solution as specified in 4.11.2 immediately prior to use.

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IS0 11653: 1997(E)
4.11.2 Standardization of the standard volumetric solution.

Transfer two portions of 20,O ml of the cobalt standard solution (4.10) to two beakers. Treat the solution according

to 7.2.3 and 7.2.4.
Calculate the standardization factor Tfor each sample according to the equation
T 4+“2
where

V is the volume, in millilitres, of the cobalt standard solution (4.10) taken in 4.11.2 ( = 20,O ml);

V is the volume, in millilitres, of the cobalt standard solution (4.10) used in the factor titration ;

V is the volume, in millilitres, of the potassium hexacyanoferrate (Ill) solution used in the titration ;

T is the required factor, which will be less than 1 if the solution is below theoretical strength etc.

Calculate the average of the two determined Tvalues.
4.12 Ion exchange resin

Use an anion exchange resin of the alkyl quaternary ammonium type (chloride form) consisting of spherical beads

having a nominal crosslinkage of 8 %, and 200 to 400 nominal mesh size. To remove those beads greater than

about 180 urn in diameter, as well as the excessively fine beads, treat the resin as follows.

Transfer a supply of the resin to a beaker, cover with water, and allow sufficient time (at least 30 min) for the beads

to undergo maximum swelling. Place a 180 pm sieve, 150 mm in diameter, over a 2 litre beaker. Prepare a thin

slurry of the resin and pour it onto the sieve. Wash the fine beads through the sieve using a small stream of water.

Discard the beads retained on the sieve periodically, if necessary, to avoid undue clogging of the openings. When

the bulk of the collected resin has settled, decant the water and transfer approximately 100 ml of resin to a 400 ml

beaker. Add 200 ml of hydrochloric acid (4.5), stir vigorously, allow the resin to settle for 4 min to 6 min, decant

150 ml to 175 ml of the suspension, and discard it. Repeat the treatment with hydrochloric acid (4.5) twice more

and reserve the coarser resin for the column preparation.
Prepare the column as follows.

Place a IO mm to 30 mm layer of glass wool or poly (vinyl chloride) plastic fibre in the bottom of the column, and

add a sufficient amount of the prepared resin to fill the column to a height of approximately 140 mm. Place a 20 mm

layer of glass wool or poly (vinyl chloride) plastic fibre at the top of the resin bed to protect it from being carried into

suspension when the solutions are added. While passing a minimum of 35 ml of hydrochloric acid (4.2) through the

column, with the hydrostatic head 100 mm above the top of the resin bed, adjust the flow rate to not more than 3,0

ml per min. Drain to IO mm to 20 mm above the top of the resin bed and then close the lower stopcock.

5 Apparatus

During the analysis, unless otherwise stated, use only ordinary laboratory apparatus.

All volumetric glassware shall be class A, in accordance with IS0 385-1, IS0 648 or IS0 1042 as appropriate.

5.1 Potentiometric titration apparatus

51.1 Indicator electrode, of bright platinum, which shall be kept in a clean, highly polished condition. It shall be

cleaned by dipping in the nitric acid (4.6) and rinsed with water prior to use.
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IS0 11653: 1997(E)

5.1.2 Reference electrode, of silver/silver chloride, calomel or mercury(l) sulfate. The manufacturer’s instructions

on the care and maintenance of these electrodes shall be followed.

5.1.3 Titration assembly, consisting of a 400 ml beaker, two 50 ml burettes complying with the requirements of

IS0 385-1, class A, and a magnetic stirrer.

5.1.4 High-impedance electronic voltmeter: Normally a pH-meter can be used as a voltmeter. Commercial

automatic titrators or potentiographs have an advantage over manual systems in that the titration curve is plotted

and the end-point can be evaluated by interpolation of the curve rather than by calculation from the first or second

derivative (see clause 9).
5.2 Ion exchange column

Approximately 25 mm in diameter and 300 mm long, tapered at one end, and provided with a stopcock to control

the flow rate, and a second, lower stopcock to stop the flow. A reservoir for the eluants may be added at the top of

the column.
6 Sampling
Carry out sampling in accordance with IS0 14284.
7 Procedure

WARNING - Fuming perchloric acid is a powerful oxidant and can cause an explosive mixture when in

contact with ammonia, nitrous fumes or organic matter. All evaporation must be carried out in fume

cupboards suitable for use with perchloric acid.
7.1 Test portion
Weigh, to the nearest 0,000 1 g, 0.5 g of the test sample.
7.2 Determination
7.2.1 Preparation of the test solution

Place the test portion (7.1) in a 150 ml beaker. Add 20 ml of a mixture of five parts of hydrochloric acid (4.1) and

one part of nitric acid (4.6) (see note 3). Cover the beaker and digest at 60 OC to 70 OC until the test portion is

decomposed. Rinse and remove the cover. Place a ribbed cover glass on the beaker, and evaporate the solution

nearly to dryness, but do not bake. Cool, add 20 ml of hydrochloric acid (4.2), and digest at 60 OC to 70 OC until the

salts are dissolved (approximately IO min) (see note 4).
NOTES

3 Other ratios and concentrations of acids, with or without the of hydrofluo ric acid, are used for the

decomposition of special grades of alloys.
4 Some tungsten and/or molybdenum oxides can remain undissolved. They are elimi
...

NORME ISO
INTERNATIONALE
11653
Première édition
1997-08-I 5
Aciers - Dosage du cobalt en fortes
teneurs - Méthode par titrage
potentiométrique après séparation par
échange d’ions
Steel - Determination of high cobalt content - Potentiometric titration
method after separation by ion exchange
Numéro de référence
ISO 11653:1997(F)
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ISO 11653: 1997(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de

normalisation (comité membres de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux

comités techniques de I’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

L’ISO collabore étroitement avec la Commission
liaison avec I’ISO participent également aux travaux.

électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

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.

La Norme internationale ISO 11653 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 1,

Méthodes de détermination de /a composition chimique.

Les annexes A et B de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d’information.

0 ISO 1997

Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune cette publication ne peut être reproduite ni utilisée

partie de sous quelque

forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris l la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.

Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Internet central @ iso.ch
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Imprimé en Suisse
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ISO 11653: 1997(F)
NORME INTERNATIONALE @ ISO
Aciers - Dosage du cobalt en fortes teneurs - Méthode par
titrage potentiométrique après séparation par échange d’ions
1 Domaine d’application

La présente Norme internationale prescrit une méthode de dosage du cobalt dans les aciers par titrage

potentiométrique, après séparation par échange d’ions.

La méthode est applicable aux teneurs en cobalt comprises entre 50 % (m/m) et 17,O % (mlm).

2 Références normatives

Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des

dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées

étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente

Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes

indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur

à un moment donné.

ISO 385-l : 1984, Verrerie de laboratoire - Burettes - Partie 1: Spécifications générales.

ISO 648: 1977, Verrerie de laboratoire - Pipettes à un trait.
ISO 1042:-l 1, Verrerie de laboratoire - Fioles jaugées à un trait.
Spécifications et méthodes d’essai.
ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analflique -

ISO 5725-l :1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 1: Principes

généraux et définitions.

ISO 5725.2:1994, Exactitude uustesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 2: Méthode de

base pour /a détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d’une méthode de mesure normalisée.

ISO 5725.3:1994, Exactitude (‘justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Paflie 3: Mesures

intermédiaires de la fidélité d’une méthode de mesure normalisée.

ISO 14284:1996, Fontes et aciers - Prélèvement et préparation des échantillons pour la détermination de /a

composition chimique.
1) À publier. (Révision de I’ISO 1042:1983)
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@ ISO
ISO 11653: 1997(F)
3 Principe

Mise en solution d’une prise d’essai dans un mélange d’acide nitrique et d’acide chlorhydrique.

Séparation du cobalt des éléments interférents par élution sélective dans une colonne échangeuse d’anions à l’aide

d’acide chlorhydrique.

Oxydation avec de l’acide perchlorique. Élimination du chlore et de l’oxygène dissous par un courant d’azote.

Ajout de la solution d’essai à une solution contenant du citrate d’ammonium, de l’hydroxyde d’ammonium et un

excès de solution étalon d’hexacyanoferrate(lll) de potassium, puis titrage de l’excès par une solution étalon de

cobalt par détection potentiométrique du point de virage.
4 Réactifs

Au cours de l’analyse et sauf indication contraire, utiliser uniquement des réactifs de qualité analytique reconnue et

de l’eau de qualité 2 conformément à I’ISO 3696.
4.1 Acide chlorhydrique, p environ 1,19 g/ml.
4.2 Acide chlorhydrique, p environ 1 ,19 g/ml, dilué 7 + 5.
4.3 Acide chlorhydrique, p environ 1 ,19 g/ml, dilué 2 + 3.
4.4 Acide chlorhydrique, p environ 1 ,19 g/ml, dilué 1 + 2.
Acide chlorhydrique, p environ 1 ,19 g/ml, dilué 1 + 19.
4.5
4.6 Acide nitrique, p environ 1,40 g/ml.
4.7 Acide perchlorique, p environ 1,67 g/ml (voir la note 1).

NOTE 1 L’acide perchlorique (p environ 134 g/ml) peut aussi être utilisé. 100 ml d’acide perchlorique (p environ 1,67 g/mI)

sont équivalents a 127 ml d’acide perchlorique (p environ 134 g/mI).
4.8 Hydroxyde d’ammonium, p environ 0,89 g/ml.
4.9 Citrate d’ammonium, solution à 200 g/l.

Dissoudre environ 100 g d’acide citrique monohydraté (C6H80,,H20) dans approximativement 250 ml d’eau.

Ajouter avec précaution, en agitant sans arrêt, 170 ml d’hydroxyde d’ammonium (4.8). Laisser refroidir puis

compléter à 500 ml avec de l’eau et homogénéiser.
4.10 Cobalt, solution étalon, correspondant à 2,00 g de cobalt par litre.

Peser, à 0,001 g près, 2,000 g de cobalt métal [de pureté minimale 99,95 % (mlm)] (voir la note 2). Transférer dans

un bécher de 600 ml et dissoudre dans 40 ml d’acide nitrique (p environ 1,40 g/ml, dilué 1 + 1). Chauffer jusqu’à

dissolution complète, faire bouillir doucement pour éliminer les oxydes d’azote, refroidir et transférer dans une fiole

jaugée de 1 000 ml. Compléter au volume avec de l’eau et homogénéiser. Conserver dans un flacon en

polyéthylène.
1 ml de cette solution contient 2,00 mg de cobalt.

NOTE 2 II convient que le cobalt de haute pureté sous forme de poudre ne soit pas utilisé car l’oxygène de surface exerce

une influence défavorable sur l’exactitude. II convient, par exemple, d’utiliser des barres, de la grenaille ou du fil.

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@ ISO ISO 11653: 1997(F)
4.11 Hexacyanoferrate(llI) de potassium, solution titrée.
4.11.1 Préparation de la solution titrée

Dissoudre 56 g d’hexacyanoferrate(ll1) de potassium [K3Fe(CN)d dans 250 ml d’eau. Filtrer la solution à travers un

tampon de pulpe de papier et le rincer soigneusement à l’eau. Transférer dans une fiole jaugée de 500 ml,

compléter au volume avec de l’eau et homogénéiser. Filtrer de nouveau et étalonner cette solution comme spécifié

en 4.11.2 immédiatement avant usage.
4.11.2 Étalonnage de la solution titrée

Transférer deux parties aliquotes de 20,O ml de la solution étalon de cobalt (4.10) dans deux béchers. Traiter la

solution conformément à 7.2.3 et 7.2.4.
Calculer le facteur d’étalonnage Tpour chaque échantillon à l’aide de la formule
T &+‘2

V, est le volume, en millilitres, de la solution étalon de cobalt (4.10) prélevée en 4.11.2 (= 20,O ml);

V2 est le volume, en millilitres, de la solution étalon de cobalt (4.10) utilisée pour le titrage;

V3 est le volume, en millilitres, de la solution d’hexacyanoferrate(lII) de potassium utilisée pour le titrage;

T est le facteur d’étalonnage requis, qui sera inférieur à 1 si la solution se situe au-dessous de la

concentration théorique, etc. Calculer la moyenne des deux valeurs obtenues pour T.

4.12 Résine échangeuse d’ions

Utiliser une résine échangeuse d’anions de type alkyle d’ammonium quaternaire (sous forme de chlorure)

composée de billes sphériques dont la réticulation nominale est de 8 % et la taille nominale de 200 mesh à

400 mesh. Pour éliminer les billes de diamètre supérieur à 180 Frn ainsi que les billes excessivement fines, traiter la

résine de la façon suivante.

Transférer une portion de résine dans un bécher, la recouvrir d’eau et attendre suffisamment longtemps (au moins

30 min) pour que les billes gonflent le plus possible. Placer un tamis de 180 prn d’ouverture de maille, de 150 mm

de diamètre sur un bécher de 2 1. Préparer une mince couche de résine et la placer sur le tamis. Faire passer les

billes fines au travers du tamis à l’aide d’un mince filet d’eau. Éliminer périodiquement, si nécessaire, les billes

retenues sur le tamis pour éviter d’obstruer les ouvertures. Lorsque la masse de résine recueillie s’est déposée,

décanter l’eau et transférer environ 100 ml de résine dans un bécher de 400 ml. Ajouter 200 ml d’acide

chlorhydrique (4.5), agiter vigoureusement, laisser la résine se déposer 4 min à 6 min, décanter 150 ml à 175 ml de

la suspension et l’éliminer. Répéter le traitement deux fois avec de l’acide chlorhydrique (4.5) et réserver la résine la

plus grossière pour la préparation de la colonne.
Préparer la colonne de la façon suivante.

Placer une couche de 10 mm à 30 mm de laine de verre ou de fibre plastique de polychlorure de vinyle au fond de

la colonne, et ajouter la résine préparée en quantité suffisante pour remplir la colonne sur une hauteur d’environ

140 mm. Placer une couche de 20 mm de laine de verre ou de fibre plastique de polychlorure de vinyle au sommet

du lit de résine pour empêcher la résine d’être mélangée à la suspension lors de l’ajout des solutions. Tout en

faisant passer au moins 35 ml d’acide chlorhydrique (4.2) à travers la colonne, la tête hydrostatique se trouvant

100 mm au-dessus du lit de résine, régler le débit d’écoulement à 3,0 ml/min au maximum. Purger jusqu’à atteindre

un niveau de 10 mm à 20 mm au-dessus du lit de résine puis fermer le robinet inférieur.

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@ ISO
ISO 11653: 1997(F)
5 Appareillage

Au cours de l’analyse et sauf indication contraire, utiliser uniquement du matériel courant de laboratoire.

Toute la verrerie jaugée doit être de classe A, conformément à I’ISO 385-1, NS0 648 ou NS0 1042 selon le cas.

5.1 Appareillage pour titrage potentiométrique

5.1.1 Électrode indicatrice, en platine brillant, qui doit être maintenue propre et parfaitement polie. Elle doit être

nettoyée par trempage dans l’acide nitrique (4.6) et rincée à l’eau avant utilisation.

5.1.2 Électrode de référence, en argentkhlorure d’argent, au calomel ou sulfate de mercure(l). Les instructions

du fabricant relatives aux précautions d’utilisation et à l’entretien de ces électrodes doivent être respectées.

deux burettes de 50 ml conformes aux
5.1.3 Appareillage de titrage, comprenant un bécher de 400 ml
exigences de NS0 385-1, classe A, et un agitateur magnétique.
5.1.4 Voltmètre électronique à forte impédance.
spositifs de titrage ou les potentiographes
Un pH-mètre peut normalement être utilisé comme voltmètre. Les d

automatiques du commerce présentent un avantage sur les systèmes manuels en ce que la courbe de titrage est

tracée et le point de virage peut être évalué par interpolation à partir de la courbe plutôt que par calcul à partir de la

dérivée première ou seconde (voir l’article 9).
5.2 Colonne échangeuse d’ions

D’environ 25 mm de diamètre et 300 mm de longueur, conique à une extrémité, munie d’un robinet pour contrôler le

débit et d’un second robinet, à sa partie inférieure, pour interrompre le débit. Un réservoir pour les éluants peut être

ajouté au sommet de la colonne.
6 Échantillonnage
Effectuer l’échantillonnage conformément à NS0 14284.
7 Mode opératoire

AVERTISSEMENT - L’acide perchlorique fumant est un oxydant puissant et peut donner un mélange

explosif lorsqu’il est en contact avec des vapeurs d’ammoniac, d’azote ou avec des matières organiques.

Toutes les évaporations doivent être réalisées sous hottes adaptées à l’utilisation de l’acide perchlorique.

7.1 Prise d’essai
Peser, à 0,000 1 g près, 0,5 g de l’échantillon pour essai.
7=2 Dosage
7.2.1 Préparation de la solution d’essai

Placer la prise d’essai (7.1) dans un bécher de 150 ml. Ajouter 20 ml d’un mélange composé de cinq parties d’acide

chlorhydrique (4.1) et d’une partie d’acide nitrique (4.6) (voir la note 3). Couvrir le bécher et digérer à 60 OC à 70 OC

jusqu’à ce que la prise d’essai soit décomposée. Rincer et retirer le couvercle. Placer un couvercle en verre ondulé

sur le bécher et faire évaporer presque à siccité la solution, mais ne pas cuire. Refroidir, ajouter 20 ml d’acide

chlorhydrique (4.2) et digérer à 60 “C à 70 OC jusqu’à ce que les sels soient dissous (approximativement 10 min)

(voir la note 4).
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ISO 11653: 1997(F)

NOTE 3 D’autres rapports et concentrations d’acides, avec ou sans adjonction d’acide chlorhydrique, sont utilisés pour

décomposer des qualités particulières d’alliages.
NOTE 4 Certains oxydes de tungstène etlou de molybdène
...

NORME ISO
INTERNATIONALE
11653
Première édition
1997-08-I 5
Aciers - Dosage du cobalt en fortes
teneurs - Méthode par titrage
potentiométrique après séparation par
échange d’ions
Steel - Determination of high cobalt content - Potentiometric titration
method after separation by ion exchange
Numéro de référence
ISO 11653:1997(F)
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ISO 11653: 1997(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de

normalisation (comité membres de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux

comités techniques de I’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

L’ISO collabore étroitement avec la Commission
liaison avec I’ISO participent également aux travaux.

électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

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.

La Norme internationale ISO 11653 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 1,

Méthodes de détermination de /a composition chimique.

Les annexes A et B de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d’information.

0 ISO 1997

Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune cette publication ne peut être reproduite ni utilisée

partie de sous quelque

forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris l la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.

Organisation internationale de normalisation
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Imprimé en Suisse
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ISO 11653: 1997(F)
NORME INTERNATIONALE @ ISO
Aciers - Dosage du cobalt en fortes teneurs - Méthode par
titrage potentiométrique après séparation par échange d’ions
1 Domaine d’application

La présente Norme internationale prescrit une méthode de dosage du cobalt dans les aciers par titrage

potentiométrique, après séparation par échange d’ions.

La méthode est applicable aux teneurs en cobalt comprises entre 50 % (m/m) et 17,O % (mlm).

2 Références normatives

Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des

dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au moment de la publication, les éditions indiquées

étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente

Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes

indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur

à un moment donné.

ISO 385-l : 1984, Verrerie de laboratoire - Burettes - Partie 1: Spécifications générales.

ISO 648: 1977, Verrerie de laboratoire - Pipettes à un trait.
ISO 1042:-l 1, Verrerie de laboratoire - Fioles jaugées à un trait.
Spécifications et méthodes d’essai.
ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analflique -

ISO 5725-l :1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 1: Principes

généraux et définitions.

ISO 5725.2:1994, Exactitude uustesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 2: Méthode de

base pour /a détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d’une méthode de mesure normalisée.

ISO 5725.3:1994, Exactitude (‘justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Paflie 3: Mesures

intermédiaires de la fidélité d’une méthode de mesure normalisée.

ISO 14284:1996, Fontes et aciers - Prélèvement et préparation des échantillons pour la détermination de /a

composition chimique.
1) À publier. (Révision de I’ISO 1042:1983)
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ISO 11653: 1997(F)
3 Principe

Mise en solution d’une prise d’essai dans un mélange d’acide nitrique et d’acide chlorhydrique.

Séparation du cobalt des éléments interférents par élution sélective dans une colonne échangeuse d’anions à l’aide

d’acide chlorhydrique.

Oxydation avec de l’acide perchlorique. Élimination du chlore et de l’oxygène dissous par un courant d’azote.

Ajout de la solution d’essai à une solution contenant du citrate d’ammonium, de l’hydroxyde d’ammonium et un

excès de solution étalon d’hexacyanoferrate(lll) de potassium, puis titrage de l’excès par une solution étalon de

cobalt par détection potentiométrique du point de virage.
4 Réactifs

Au cours de l’analyse et sauf indication contraire, utiliser uniquement des réactifs de qualité analytique reconnue et

de l’eau de qualité 2 conformément à I’ISO 3696.
4.1 Acide chlorhydrique, p environ 1,19 g/ml.
4.2 Acide chlorhydrique, p environ 1 ,19 g/ml, dilué 7 + 5.
4.3 Acide chlorhydrique, p environ 1 ,19 g/ml, dilué 2 + 3.
4.4 Acide chlorhydrique, p environ 1 ,19 g/ml, dilué 1 + 2.
Acide chlorhydrique, p environ 1 ,19 g/ml, dilué 1 + 19.
4.5
4.6 Acide nitrique, p environ 1,40 g/ml.
4.7 Acide perchlorique, p environ 1,67 g/ml (voir la note 1).

NOTE 1 L’acide perchlorique (p environ 134 g/ml) peut aussi être utilisé. 100 ml d’acide perchlorique (p environ 1,67 g/mI)

sont équivalents a 127 ml d’acide perchlorique (p environ 134 g/mI).
4.8 Hydroxyde d’ammonium, p environ 0,89 g/ml.
4.9 Citrate d’ammonium, solution à 200 g/l.

Dissoudre environ 100 g d’acide citrique monohydraté (C6H80,,H20) dans approximativement 250 ml d’eau.

Ajouter avec précaution, en agitant sans arrêt, 170 ml d’hydroxyde d’ammonium (4.8). Laisser refroidir puis

compléter à 500 ml avec de l’eau et homogénéiser.
4.10 Cobalt, solution étalon, correspondant à 2,00 g de cobalt par litre.

Peser, à 0,001 g près, 2,000 g de cobalt métal [de pureté minimale 99,95 % (mlm)] (voir la note 2). Transférer dans

un bécher de 600 ml et dissoudre dans 40 ml d’acide nitrique (p environ 1,40 g/ml, dilué 1 + 1). Chauffer jusqu’à

dissolution complète, faire bouillir doucement pour éliminer les oxydes d’azote, refroidir et transférer dans une fiole

jaugée de 1 000 ml. Compléter au volume avec de l’eau et homogénéiser. Conserver dans un flacon en

polyéthylène.
1 ml de cette solution contient 2,00 mg de cobalt.

NOTE 2 II convient que le cobalt de haute pureté sous forme de poudre ne soit pas utilisé car l’oxygène de surface exerce

une influence défavorable sur l’exactitude. II convient, par exemple, d’utiliser des barres, de la grenaille ou du fil.

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@ ISO ISO 11653: 1997(F)
4.11 Hexacyanoferrate(llI) de potassium, solution titrée.
4.11.1 Préparation de la solution titrée

Dissoudre 56 g d’hexacyanoferrate(ll1) de potassium [K3Fe(CN)d dans 250 ml d’eau. Filtrer la solution à travers un

tampon de pulpe de papier et le rincer soigneusement à l’eau. Transférer dans une fiole jaugée de 500 ml,

compléter au volume avec de l’eau et homogénéiser. Filtrer de nouveau et étalonner cette solution comme spécifié

en 4.11.2 immédiatement avant usage.
4.11.2 Étalonnage de la solution titrée

Transférer deux parties aliquotes de 20,O ml de la solution étalon de cobalt (4.10) dans deux béchers. Traiter la

solution conformément à 7.2.3 et 7.2.4.
Calculer le facteur d’étalonnage Tpour chaque échantillon à l’aide de la formule
T &+‘2

V, est le volume, en millilitres, de la solution étalon de cobalt (4.10) prélevée en 4.11.2 (= 20,O ml);

V2 est le volume, en millilitres, de la solution étalon de cobalt (4.10) utilisée pour le titrage;

V3 est le volume, en millilitres, de la solution d’hexacyanoferrate(lII) de potassium utilisée pour le titrage;

T est le facteur d’étalonnage requis, qui sera inférieur à 1 si la solution se situe au-dessous de la

concentration théorique, etc. Calculer la moyenne des deux valeurs obtenues pour T.

4.12 Résine échangeuse d’ions

Utiliser une résine échangeuse d’anions de type alkyle d’ammonium quaternaire (sous forme de chlorure)

composée de billes sphériques dont la réticulation nominale est de 8 % et la taille nominale de 200 mesh à

400 mesh. Pour éliminer les billes de diamètre supérieur à 180 Frn ainsi que les billes excessivement fines, traiter la

résine de la façon suivante.

Transférer une portion de résine dans un bécher, la recouvrir d’eau et attendre suffisamment longtemps (au moins

30 min) pour que les billes gonflent le plus possible. Placer un tamis de 180 prn d’ouverture de maille, de 150 mm

de diamètre sur un bécher de 2 1. Préparer une mince couche de résine et la placer sur le tamis. Faire passer les

billes fines au travers du tamis à l’aide d’un mince filet d’eau. Éliminer périodiquement, si nécessaire, les billes

retenues sur le tamis pour éviter d’obstruer les ouvertures. Lorsque la masse de résine recueillie s’est déposée,

décanter l’eau et transférer environ 100 ml de résine dans un bécher de 400 ml. Ajouter 200 ml d’acide

chlorhydrique (4.5), agiter vigoureusement, laisser la résine se déposer 4 min à 6 min, décanter 150 ml à 175 ml de

la suspension et l’éliminer. Répéter le traitement deux fois avec de l’acide chlorhydrique (4.5) et réserver la résine la

plus grossière pour la préparation de la colonne.
Préparer la colonne de la façon suivante.

Placer une couche de 10 mm à 30 mm de laine de verre ou de fibre plastique de polychlorure de vinyle au fond de

la colonne, et ajouter la résine préparée en quantité suffisante pour remplir la colonne sur une hauteur d’environ

140 mm. Placer une couche de 20 mm de laine de verre ou de fibre plastique de polychlorure de vinyle au sommet

du lit de résine pour empêcher la résine d’être mélangée à la suspension lors de l’ajout des solutions. Tout en

faisant passer au moins 35 ml d’acide chlorhydrique (4.2) à travers la colonne, la tête hydrostatique se trouvant

100 mm au-dessus du lit de résine, régler le débit d’écoulement à 3,0 ml/min au maximum. Purger jusqu’à atteindre

un niveau de 10 mm à 20 mm au-dessus du lit de résine puis fermer le robinet inférieur.

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ISO 11653: 1997(F)
5 Appareillage

Au cours de l’analyse et sauf indication contraire, utiliser uniquement du matériel courant de laboratoire.

Toute la verrerie jaugée doit être de classe A, conformément à I’ISO 385-1, NS0 648 ou NS0 1042 selon le cas.

5.1 Appareillage pour titrage potentiométrique

5.1.1 Électrode indicatrice, en platine brillant, qui doit être maintenue propre et parfaitement polie. Elle doit être

nettoyée par trempage dans l’acide nitrique (4.6) et rincée à l’eau avant utilisation.

5.1.2 Électrode de référence, en argentkhlorure d’argent, au calomel ou sulfate de mercure(l). Les instructions

du fabricant relatives aux précautions d’utilisation et à l’entretien de ces électrodes doivent être respectées.

deux burettes de 50 ml conformes aux
5.1.3 Appareillage de titrage, comprenant un bécher de 400 ml
exigences de NS0 385-1, classe A, et un agitateur magnétique.
5.1.4 Voltmètre électronique à forte impédance.
spositifs de titrage ou les potentiographes
Un pH-mètre peut normalement être utilisé comme voltmètre. Les d

automatiques du commerce présentent un avantage sur les systèmes manuels en ce que la courbe de titrage est

tracée et le point de virage peut être évalué par interpolation à partir de la courbe plutôt que par calcul à partir de la

dérivée première ou seconde (voir l’article 9).
5.2 Colonne échangeuse d’ions

D’environ 25 mm de diamètre et 300 mm de longueur, conique à une extrémité, munie d’un robinet pour contrôler le

débit et d’un second robinet, à sa partie inférieure, pour interrompre le débit. Un réservoir pour les éluants peut être

ajouté au sommet de la colonne.
6 Échantillonnage
Effectuer l’échantillonnage conformément à NS0 14284.
7 Mode opératoire

AVERTISSEMENT - L’acide perchlorique fumant est un oxydant puissant et peut donner un mélange

explosif lorsqu’il est en contact avec des vapeurs d’ammoniac, d’azote ou avec des matières organiques.

Toutes les évaporations doivent être réalisées sous hottes adaptées à l’utilisation de l’acide perchlorique.

7.1 Prise d’essai
Peser, à 0,000 1 g près, 0,5 g de l’échantillon pour essai.
7=2 Dosage
7.2.1 Préparation de la solution d’essai

Placer la prise d’essai (7.1) dans un bécher de 150 ml. Ajouter 20 ml d’un mélange composé de cinq parties d’acide

chlorhydrique (4.1) et d’une partie d’acide nitrique (4.6) (voir la note 3). Couvrir le bécher et digérer à 60 OC à 70 OC

jusqu’à ce que la prise d’essai soit décomposée. Rincer et retirer le couvercle. Placer un couvercle en verre ondulé

sur le bécher et faire évaporer presque à siccité la solution, mais ne pas cuire. Refroidir, ajouter 20 ml d’acide

chlorhydrique (4.2) et digérer à 60 “C à 70 OC jusqu’à ce que les sels soient dissous (approximativement 10 min)

(voir la note 4).
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NOTE 3 D’autres rapports et concentrations d’acides, avec ou sans adjonction d’acide chlorhydrique, sont utilisés pour

décomposer des qualités particulières d’alliages.
NOTE 4 Certains oxydes de tungstène etlou de molybdène
...

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