ISO 11653:1997
(Main)Steel — Determination of high cobalt content — Potentiometric titration method after separation by ion exchange
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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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL IS0
STANDARD
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)
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
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)
@ 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.
@ IS0
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
=-
“3
where
V is the volume, in millilitres, of the cobalt standard solution (4.10) taken in 4.11.2 ( = 20,O ml);
I
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.
@ IS0
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 eliminated later by filtration.
7.2.2 Separation by ion exchange resin
Cool to room temperature and filter the solution through a close-texture filter paper and wash thoroughly with water.
Transfer the solution to the ion exchange column. Place a beaker under the column and open the lower stopcock.
When the solution reaches a level IO mm to 20 mm above the resin bed, rinse the original beaker with 5 ml to 6 ml
of hydrochloric acid (4.2) and transfer the rinsings to the column. Repeat this at 2 min intervals until the beaker has
been rinsed four times. Wash the upper part of the column with hydrochloric acid (4.2) 2 or 3 times and allow the
level to drop to IO mm to 20 mm above the resin bed each time. Maintain the flow rate at not more than 3,0 mI/min
and add hydrochloric acid (4.2) to the column until a total of 175 ml to 185 ml of solution (test solution and
@ IS0 IS0 11653: 1997(E)
washings) containing mainly chromium, manganese and nickel is collected (see note 4). When the solution in the
column reaches a level IO mm to 20 mm above the resin bed, discard the eluate and then use a 400 ml beaker for
the collection of the cobalt eluate.
To prevent any loss of cobalt, it is essential that the leading edge of the cobalt band is not allowed to proceed any
further than 25 mm from the bottom of the resin. Normally, when the cobalt has reached this point in the column,
chromium, manganese and nickel have been removed. Elution can be stopped at this point, although the total
volume collected may be less than 175 ml.
Add hydrochloric acid (4.4) to the column and collect 165 ml to 175 ml of the solution while maintaining the
3,0 ml/min flow rate. Keep this solution. If the test solution does not contain more than 0,200 g of iron, precondition
the column for the next samples as follows. Drain the remaining solution in the column to IO mm to 20 mm above
the resin bed, pass 35 ml to 50 ml of hydrochloric acid (4.2) through the column until IO mm to 20 mm of the
solution remains above the resin bed, then close the lower stopcock. If the test solution contains more than 0,200 g
of iron, the ion exchange columns have, after each elution, to be regenerated with approximately 500 ml of
hydrochloric acid (4.3) in order to wash out iron and thereafter with approximately 200 ml of hydrochloric acid
(4.5) to wash out iron(lll).
7.2.3 Treatment of the eluated solution
Add 30 ml of nitric acid (4.6) and 15 ml of perchloric acid (4.7) to the solution from the previous paragraph and
evaporate, producing fumes of perchloric acid until almost completely dry (1 ml to 2 ml remaining)
...
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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)
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.
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Printed in Switzerland
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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)
@ 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.
@ IS0
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
=-
“3
where
V is the volume, in millilitres, of the cobalt standard solution (4.10) taken in 4.11.2 ( = 20,O ml);
I
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.
@ IS0
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 eliminated later by filtration.
7.2.2 Separation by ion exchange resin
Cool to room temperature and filter the solution through a close-texture filter paper and wash thoroughly with water.
Transfer the solution to the ion exchange column. Place a beaker under the column and open the lower stopcock.
When the solution reaches a level IO mm to 20 mm above the resin bed, rinse the original beaker with 5 ml to 6 ml
of hydrochloric acid (4.2) and transfer the rinsings to the column. Repeat this at 2 min intervals until the beaker has
been rinsed four times. Wash the upper part of the column with hydrochloric acid (4.2) 2 or 3 times and allow the
level to drop to IO mm to 20 mm above the resin bed each time. Maintain the flow rate at not more than 3,0 mI/min
and add hydrochloric acid (4.2) to the column until a total of 175 ml to 185 ml of solution (test solution and
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washings) containing mainly chromium, manganese and nickel is collected (see note 4). When the solution in the
column reaches a level IO mm to 20 mm above the resin bed, discard the eluate and then use a 400 ml beaker for
the collection of the cobalt eluate.
To prevent any loss of cobalt, it is essential that the leading edge of the cobalt band is not allowed to proceed any
further than 25 mm from the bottom of the resin. Normally, when the cobalt has reached this point in the column,
chromium, manganese and nickel have been removed. Elution can be stopped at this point, although the total
volume collected may be less than 175 ml.
Add hydrochloric acid (4.4) to the column and collect 165 ml to 175 ml of the solution while maintaining the
3,0 ml/min flow rate. Keep this solution. If the test solution does not contain more than 0,200 g of iron, precondition
the column for the next samples as follows. Drain the remaining solution in the column to IO mm to 20 mm above
the resin bed, pass 35 ml to 50 ml of hydrochloric acid (4.2) through the column until IO mm to 20 mm of the
solution remains above the resin bed, then close the lower stopcock. If the test solution contains more than 0,200 g
of iron, the ion exchange columns have, after each elution, to be regenerated with approximately 500 ml of
hydrochloric acid (4.3) in order to wash out iron and thereafter with approximately 200 ml of hydrochloric acid
(4.5) to wash out iron(lll).
7.2.3 Treatment of the eluated solution
Add 30 ml of nitric acid (4.6) and 15 ml of perchloric acid (4.7) to the solution from the previous paragraph and
evaporate, producing fumes of perchloric acid until almost completely dry (1 ml to 2 ml remaining)
...
NORME ISO
INTERNATIONALE
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)
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
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Imprimé en Suisse
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)
@ 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.
@ 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
=-
où
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.
@ 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).
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 peuvent ne pas se dissoudre. Ils sont éliminés ultérieurement
par filtration.
7.2.2 Séparation par résine échangeuse d’ions
Refroidir jusqu’à température ambiante et filtrer la solution sur un filtre en papier à texture fine. Rincer
soigneusement avec de l’eau. Transférer la solution dans la colonne échangeuse d’ions. Placer un bécher sous la
colonne et ouvrir le robinet inférieur. Lorsque la solution atteint un niveau de 10 mm à 20 mm au-dessus du lit de
résine, rincer le bécher original avec 5 ml à 6 ml d’acide chlorhydrique (4.2) et verser les rinçages dans la colonne.
Répéter cette opération à intervalles de 2 min jusqu’à ce que le bécher ait été rincé quatre fois. Laver deux ou trois
fois la partie supérieure de la colonne avec de l’acide chlorhydrique (4.2) et laisser chaque fois le niveau retomber à
10 mm à 20 mm au-dessus du lit de résine. Maintenir le débit à 3,0 ml/min au maximum et ajouter de l’acide
chlorhydrique (4.2) dans la colonne jusqu’à recueillir en tout 175 ml à 185 ml de solution (solution d’essai et
rinçages) contenant principalement du chrome, du manganèse et du nickel (voir la note 4). Lorsque la solution dans
la colonne atteint un niveau de 10 mm à 20 mm au-dessus du lit de résine, éliminer I’éluat puis utiliser un bécher de
400 ml pour recueillir I’éluat de cobalt.
Pour éviter toute perte de cobalt, il est importa
...
NORME ISO
INTERNATIONALE
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)
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.
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Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
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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)
@ 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.
@ 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
=-
où
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.
@ 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).
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 peuvent ne pas se dissoudre. Ils sont éliminés ultérieurement
par filtration.
7.2.2 Séparation par résine échangeuse d’ions
Refroidir jusqu’à température ambiante et filtrer la solution sur un filtre en papier à texture fine. Rincer
soigneusement avec de l’eau. Transférer la solution dans la colonne échangeuse d’ions. Placer un bécher sous la
colonne et ouvrir le robinet inférieur. Lorsque la solution atteint un niveau de 10 mm à 20 mm au-dessus du lit de
résine, rincer le bécher original avec 5 ml à 6 ml d’acide chlorhydrique (4.2) et verser les rinçages dans la colonne.
Répéter cette opération à intervalles de 2 min jusqu’à ce que le bécher ait été rincé quatre fois. Laver deux ou trois
fois la partie supérieure de la colonne avec de l’acide chlorhydrique (4.2) et laisser chaque fois le niveau retomber à
10 mm à 20 mm au-dessus du lit de résine. Maintenir le débit à 3,0 ml/min au maximum et ajouter de l’acide
chlorhydrique (4.2) dans la colonne jusqu’à recueillir en tout 175 ml à 185 ml de solution (solution d’essai et
rinçages) contenant principalement du chrome, du manganèse et du nickel (voir la note 4). Lorsque la solution dans
la colonne atteint un niveau de 10 mm à 20 mm au-dessus du lit de résine, éliminer I’éluat puis utiliser un bécher de
400 ml pour recueillir I’éluat de cobalt.
Pour éviter toute perte de cobalt, il est importa
...
NORME ISO
INTERNATIONALE
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)
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
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Imprimé en Suisse
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)
@ 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.
@ 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
=-
où
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.
@ 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).
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 peuvent ne pas se dissoudre. Ils sont éliminés ultérieurement
par filtration.
7.2.2 Séparation par résine échangeuse d’ions
Refroidir jusqu’à température ambiante et filtrer la solution sur un filtre en papier à texture fine. Rincer
soigneusement avec de l’eau. Transférer la solution dans la colonne échangeuse d’ions. Placer un bécher sous la
colonne et ouvrir le robinet inférieur. Lorsque la solution atteint un niveau de 10 mm à 20 mm au-dessus du lit de
résine, rincer le bécher original avec 5 ml à 6 ml d’acide chlorhydrique (4.2) et verser les rinçages dans la colonne.
Répéter cette opération à intervalles de 2 min jusqu’à ce que le bécher ait été rincé quatre fois. Laver deux ou trois
fois la partie supérieure de la colonne avec de l’acide chlorhydrique (4.2) et laisser chaque fois le niveau retomber à
10 mm à 20 mm au-dessus du lit de résine. Maintenir le débit à 3,0 ml/min au maximum et ajouter de l’acide
chlorhydrique (4.2) dans la colonne jusqu’à recueillir en tout 175 ml à 185 ml de solution (solution d’essai et
rinçages) contenant principalement du chrome, du manganèse et du nickel (voir la note 4). Lorsque la solution dans
la colonne atteint un niveau de 10 mm à 20 mm au-dessus du lit de résine, éliminer I’éluat puis utiliser un bécher de
400 ml pour recueillir I’éluat de cobalt.
Pour éviter toute perte de cobalt, il est importa
...
NORME ISO
INTERNATIONALE
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)
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
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Imprimé en Suisse
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)
@ 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.
@ 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
=-
où
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.
@ 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).
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 peuvent ne pas se dissoudre. Ils sont éliminés ultérieurement
par filtration.
7.2.2 Séparation par résine échangeuse d’ions
Refroidir jusqu’à température ambiante et filtrer la solution sur un filtre en papier à texture fine. Rincer
soigneusement avec de l’eau. Transférer la solution dans la colonne échangeuse d’ions. Placer un bécher sous la
colonne et ouvrir le robinet inférieur. Lorsque la solution atteint un niveau de 10 mm à 20 mm au-dessus du lit de
résine, rincer le bécher original avec 5 ml à 6 ml d’acide chlorhydrique (4.2) et verser les rinçages dans la colonne.
Répéter cette opération à intervalles de 2 min jusqu’à ce que le bécher ait été rincé quatre fois. Laver deux ou trois
fois la partie supérieure de la colonne avec de l’acide chlorhydrique (4.2) et laisser chaque fois le niveau retomber à
10 mm à 20 mm au-dessus du lit de résine. Maintenir le débit à 3,0 ml/min au maximum et ajouter de l’acide
chlorhydrique (4.2) dans la colonne jusqu’à recueillir en tout 175 ml à 185 ml de solution (solution d’essai et
rinçages) contenant principalement du chrome, du manganèse et du nickel (voir la note 4). Lorsque la solution dans
la colonne atteint un niveau de 10 mm à 20 mm au-dessus du lit de résine, éliminer I’éluat puis utiliser un bécher de
400 ml pour recueillir I’éluat de cobalt.
Pour éviter toute perte de cobalt, il est importa
...
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