ISO 10702-1993 Steel and iron determination of nitrogen content titrimetric method after distillation《钢和铁 氮含量的测定 蒸馏后滴定法》.pdf

1、NORME INTERNATIONALE Iso 10702 Premire dition 1993-07-01 Acier et fonte - Dosage de lazote - Mthode titrimtrique aprs distillation Steel and iron - Determination of nitrogen content - Titrimetric method after distillation Numro de rfrence ISO 10702: 1993(F) ISO 10702:1993(F) Avant-propos LISO (Organ

2、isation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre interesse par une etude a le droit de faire partie du comi

3、t technique cre cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen- tales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO colla- bore etroitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. L

4、es projets de Normes internationales adoptes par les comits techniques sont soumis aux comites membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des co- mites membres votants. La Norme internationale ISO 10702 a te elaboree par le comit technique

5、 lSO/TC 17, Acier, sous-comit SC 1, Mkthodes de dtermination de la composition chimique. Lannexe A fait partie intgrante de la prsente Norme internationale. Les annexes B et C sont donnes uniquement titre dinformation. 0 60 1993 Droits de reproduction rserves. Aucune partie de cette publication ne p

6、eut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de normalisation Case Postale 56 l CH-l 211 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse ii NORME INTER

7、NATIONALE ISO 10702:1993(F) Acier et fonte - Dosage de titrimtrique aprs distillatio 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale prescrit une me- thode de dosage de lazote dans les aciers et les fontes, se terminant par une titration. La mthode est applicable aux teneurs en azote comprise

8、s entre 0,002 % (dm) et 0,5 % (dm). Ce- pendant, la mthode nest pas applicable aux echan- tillons contenant des nitrures de silicium. 2 Rfrences normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la reference qui en est faite, consti- tuent des dispositions valables pour

9、la prsente Norme internationale. Au moment de la publication, les ditions indiques Ataient en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties prenantes des accords fondes sur la prsente Norme internatio- nale sont invitees rechercher la possibilit dappli- quer les editions les plus rcentes d

10、es normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possdent le registre des Normes internationales en vigueur un moment donne. ISO 377-211989, Prelevement et prparation des echan tillons et prouvettes en aciers corro yes - Partie 2: chantillons pour la dtermination de la composition chimiq

11、ue. ISO 385-l :1984, Verrerie de laboratoire - Burettes - Partie 1: Spcifications gnrales. ISO 648: 1977, Verrerie de labora taire- Pipettes a un trait. ISO 1042:1983, Verrerie de laboratoire - Fioles jau- ges a un trait. ISO 3696: 1987, Eau pour laboratoire a usage anaiyti- que - Spcifica tion et m

12、thodes dessai. ISO 5725:1986, Fidelite des methodes dessai - De- termina tion de la reptabilite et de la reproductibilite azote - Mthode ? dune mthode dessai normalisee par essais intrla- bora toires. 3 Principe Mise en solution dune prise dessai par lacide chlor- hydrique suivie dune oxydation par

13、le peroxyde dhy- drogne. Traitement du rsidu insoluble dans lacide en milieu sulfurique et en prsence de sulfate de potassium et de sulfate de cuivre(ll) par maintien fumees sulfuri- ques. Distillation de la solution rendue alcaline avec de Ihy- droxyde de sodium et rcupration de lammoniac dans un r

14、cipient contenant une solution dacide orthoborique. Titration des ions ammonium avec de lacide amido- sulfurique. 4 Ractifs Au cours de lanalyse, sauf indication contraire, utiliser uniquement des reactifs de qualit analytique recon- nue et de leau frachement prpare de qualit 2 comme spcifi dans IIS

15、O 3696. 4.1 Sulfate de potassium. 4.2 Sulfate de cuivre(H) pentahydra CuSO,.SH,O. 4.3 Acide chlorhydrique, p 1,19 g/ml environ, dilue 1 +l. 4.4 Acide sulfurique, p 1,84 g/ml environ. 4.5 Acide orthoborique, solution 1 g/l. Dissoudre 1 g dacide orthoborique (H,BO,) dans de leau et diluer 1 litre. ISO

16、 10702:1993(F) 4.6 Acide orthoborique, solution 5 g/l. Dissoudre 5 g dacide orthoborique (H,BO,) dans de leau et diluer 1 litre. 4.7 Hydroxyde de sodium, solution 500 g/l. Dissoudre 500 g de pastilles dhydroxyde de sodium dans de leau. Refroidir et diluer 1 litre. 4.8 Peroxyde dhydrogne, solution 30

17、0 g/l. 4.9 Acide amidosulfurique, solution Atalon de ti- tration A. Garder lacide amidosulfurique (HOSO,NH,), de qua- lit substance etalon pour analyse volumtrique, dans un dessiccateur o lon a fait le vide, contenant de lacide sulfurique pendant 48 h. Dissoudre 3,466 g dacide amidosulfurique prala-

18、 blement sch dans de leau, transfrer la solution dans une fiole jauge de 1 000 ml, complter au vo- lume avec de leau et homogniser. 1 ml de cette solution talon correspond 0,500 mg dazote. 4.10 Acide amidosulfurique, solution talon de ti- tration B. Transfrer 200,O ml de la solution etalon de titrat

19、ion A dacide amidosulfurique (4.9) dans une fiole jauge de 1 000 ml, complter au volume avec de leau et homogniser. 1 ml de cette solution talon correspond a 0,100 mg dazote. 4.11 Indicateur mixte. Dissoudre 0,125 g de dimthylaminoazobenzne-4 acide carboxylique-2 (rouge de mthyle, C,H,N,O,) et 0,083

20、 g de bleu de mthylne IZ hydrate (C,GH, b) teneurs en azote comprises entre 0,015 % (m/m) et 0,03 % (I c) teneurs en azote comprises entre 0,03 % (m/m) et 0,5 % (m/m), masse de la prise dessai 1,O g envi- ron. 7.2 Essai blanc Effectuer paralllement au dosage et en suivant le mme mode opratoire, un e

21、ssai a blanc en utilisant les mmes quantits de tous les ractifs que pour le dosage, comme spcifi en 7.4, mais en remplaant la prise dessai respectivement par 2,5 g et 5,0 g dun acier contenant une teneur en azote faible, environ 0,002 % (dm). Si x ml et y ml sont les valeurs de titration des prises

22、de 2,5 g et 5,0 g respectivement, alors la valeur blanc V2 est donne par (2x-y) ml. II est essentiel que les valeurs blanc se situent un niveau suffisamment bas et reproductible. II est re- command que plusieurs essais blanc soient effec- tues en parallle avec chaque srie dessai et que la valeur moy

23、enne soit utilise comme base dans les calculs. Des valeurs blanc eleves ou divergentes sont inacceptables et des mesures doivent tre prises pour deceler la source de contamination en vrifiant la propret de latmosphre dans la pice dessai, de la verrerie, et de lappareil de distillation par entra- nem

24、ent de vapeur, la qualit de leau et les ractifs individuellement avant de poursuivre la procdure. En particulier, le peroxyde dhydrogne necessite des prcautions quant a sa selection. 2 ISO 10702:1993(F) II est recommande que la valeur moyenne et la diffe- rente entre deux valeurs a blanc nexcdent pa

25、s 1,3 ml et 0,2 ml, ce qui est quivalent 0,13 mg et 0,02 mg dazote respectivement. 7.3 Prparation de lappareil de distillation par entranement de vapeur (voir figure A.1 ou A.2) Placer 2 litres deau dans le gnrateur de vapeur (a), ajouter 120 ml de solution dhydroxyde de sodium (4.7) dans le flacon

26、de distillation (b) travers Ienton- noir (f) et rincer avec de leau. Avec les robinets 1 et 3 ouverts et le robinet 2 ferme, chauffer leau dans le gnrateur de vapeur (a) jusqu bullition et laisser la vapeur schapper travers lentonnoir dentre (e). Fermer le robinet 1 et laisser la vapeur schapper par

27、 le tube ouvert decoulement du siphon (g) pendant environ 1 min. Placer un bcher conique de 300 ml contenant 20 ml de solution dacide orthoborique (4.6) sous le rfrig- rant (c) et le remonter jusqu ce que lextrmit du rfrigrant soit immerge dans la solution dacide orthoborique. Fermer les robinets 1,

28、 2 et 3, laisser la vapeur passer a travers le flacon de distillation (b) et le rfrigrant (c) jusqu ce que 100 ml environ du distillat soit rcupr. Redescendre le becher jusqu ce que lextrmit du rfrigrant soit dgage et rcuprer encore 10 ml de distillat. Laver Iextremit du rfrigrant avec de leau et ti

29、trer avec la solution B dacide amidosulfurique (4.10) en prsence de 3 gouttes dindicateur mixte (4.11). Si la valeur de titration est suprieure celle recommandee en 7.2, distiller et titrer un autre distillat de 110 ml. Si la valeur de titration est encore au- dessus de la valeur recommande en 7.2,

30、une source de contamination est probable et les dosages ne de- vraient pas tre poursuivis jusqu ce que celle-ci soit dcelee et eliminee. teindre la source de chaleur du gnrateur de vapeur (a). Quand la solution dans le flacon de distillation (b) a te liminee dans le siphon (g), ouvrir le robinet 3 e

31、t laisser couler dans le rcepteur. 7.4 Dosage 7.4.1 Dissolution de la prise dessai Introduire la prise dessai (7.1) dans une fiole conique de 500 ml. Ajouter 70 ml dacide chlorhydrique (4.3), couvrir avec un entonnoir et chauffer jusqu ce que laction du solvant ait apparemment cesse. Ajouter prcauti

32、onneusement 5 ml de solution de peroxyde dhydrogne (4.8) et continuer chauffer jusqu ce que laction du solvant ait cesse. Filtrer la solution travers un papier filtre (voir note 1) et rcuprer le filtrat dans un bcher de 300 ml. Rincer la fiole avec de leau, detacher les particules adherentes avec un

33、e baguette extremit en caoutchouc et filtrer les eaux de rinage a travers le mme papier filtre. Laver le papier filtre avec le moins deau possible, garder les filtrats et les eaux de rinage dans le becher. (Ceci constitue la solution dessai S, .) NOTE 1 Un papier filtre de texture moyenne est utilis

34、able pour les chantillons qui ne contiennent pas de nitrures fins. Cependant, un papier filtre de texture fine est recommande si la taille des nitrures est inconnue. Une filtration vide utilisant un filtre de faible porosit, dune taille de pore in- frieure a 0,2 prn est ncessaire pour les chantillon

35、s qui sont connus pour contenir des nitrures fins comme les ni- trures de bore. 7.4.2 Traitement du rekidu insoluble Transfrer le papier filtre et le rsidu insoluble dans la fiole conique de 500 ml dorigine et ajouter 10 g de sulfate de potassium (4.1), 1 g de sulfate de cuivre(ll) pentahydrat (4.2)

36、 et 20 ml dacide sulfurique (4.4). Chauffer doucement jusqu ce que leau dans la fiole soit vapore, couvrir la fiole avec un entonnoir et continuer chauffer (335 “C 350 OC) pendant 60 min pour dcomposer le rsidu. Refroidir a tem- prature ambiante, ajouter 50 ml deau et porter franche bullition pendan

37、t 5 min pour liminer le dioxyde de soufre de la solution. (Ceci constitue la solution dessai S,.) 7.4.3 Distillation sous courant de vapeur (voir figure A.1 ou A.2) Le robinet 2 etant ouvert, ajouter 120 ml de solution dhydroxyde de sodium (4.7) dans le flacon de distil- lation (b) par lentonnoir (f

38、) et laver avec le moins deau possible. Transfrer 20 ml de solution dacide orthoborique (4.5 ou 4.6) selon la teneur en azote at- tendue dans lchantillon, comme indique au tableau 1, dans un bcher conique de 300 ml. Tableau 1 Teneur en azote attendue % (dm) Solution talon Solution dacide de titratio

39、n orthoborique dacide utilise amidosulfurique utilise Placer le bcher sous le rfrigrant (c) et le monter jusqu ce que lextrmite de celui-ci soit immerge dans la solution dacide orthoborique. Ajouter les so- lutions dessai S, et S2 (voir 7.4.1 et 7.4.2) dans le flacon de distillation (b) par lentonno

40、ir (f) et laver avec le moins deau possible. Les robinets 1, 2 et 3 tant fermes, laisser la vapeur passer travers le flacon de distillation (b) et le rfri- 3 ISO 10702:1993(F) grant (c) jusqu rcuprer environ 120 ml de distillat. Redescendre le bcher jusqu ce que lextrmite du rfrigrant soit dgage, pu

41、is rcuprer encore 10 ml de distillat. Laver lextremite du rfrigrant avec de leau. teindre la source de chaleur au gnrateur de vapeur (a) quand la solution du flacon de distillation (b) a t Aliminee dans le siphon (g), ouvrir le robinet 3 et lais- ser Acouler dans le rcepteur. Lappareil est alors prt

42、 pour un autre dosage. 4 est le volume, en millilitres, de la solution talon de titration dacide amidosulfurique consommee pour le dosage; est le volume, en millilitres, de la solution talon volumtrique dacide amidosulfu- rique consomme pendant lessai blanc (7.2); m est la masse, en grammes, de la p

43、rise dessai (7.1). 8.2 Fidlit 7.4.4 Titration Ajouter 3 gouttes dindicateur mixte (4.11) dans le becher contenant le distillat. Titrer avec la solution A ou B dacide amidosulfurique (4.9 ou 4.10) selon la teneur en azote attendue dans lchantillon comme indiqu au tableau 1, jusqu virage au rouge pour

44、pre de lindicateur mixte. Lessai planifie de cette mthode a t effectue par dix laboratoires dans cinq pays avec huit niveaux dazote. Tous les laboratoires ont effectue trois do- sages pour lazote chaque niveau (voir notes 2 et 3). Les chantillons pour essai utilises sont indiques au tableau B.1 et l

45、es rsultats obtenus sont indiques au tableau B.2. Les rsultats obtenus ont te traites statistiquement suivant IISO 5725, en utilisant les donnes obtenues 8 Expression des rsultats a partir des chantillons contenant huit niveaux dazote. 8.1 Mthode de calcul La teneur en azote, wN, exprime en pourcent

46、age en masse, est donne par lquation Les donnes obtenues ont dfini la relation logarith- mique entre la teneur en azote et la rptabilit (r) et les reproductibilits (R et R,) des rsultats dessai (voir note 4), comme indiqu dans le tableau2. La re- prsentation graphique des donnes est indique la figur

47、e C.l. WN = ceN,l x vl) - ceN,2 v2) mx 103 x 100 N, x v,-(e,2 x v2) , = 1Om o eN,l est lquivalent en azote, en milligrammes par millilitre, de la solution talon de ti- tration dacide amidosulfurique utilise pour le dosage; eN,2 est lquivalent en azote, en milligrammes par millilitre, de la solution

48、talon de ti- tration dacide amidosulfurique utilise dans lessai a blanc (7.2); NOTES 2 Deux de ces trois dosages ont t effectus selon les conditions de rptabilit dfinies dans IISO 5725, cest- dire un oprateur, le mme appareillage, des conditions opratoires identiques, le mme talonnage et dans une priode de temps minimale. 3 Le troisime dosage a t effectu u