ISO 9006-1994 Uranium metal and uranium dioxide powder and pellets - Determination of nitrogen content - Method using ammonia-sensing electrode《铀金属二氧化铀粉末和芯块 氮含量.pdf

1、NORME INTERNATIONALE ISO 9006 Premire dition 1994-I O-l 5 Uranium mtal, et poudre et pastilles de dioxyde duranium - Dosage de lazote - Mthode utilisant llectrode sensible lammoniac Uranium metal and uranium dioxide powder and pelle ts - Determination of nitrogen content - Method using ammonia-sensi

2、ng electrode Numro de rbfrence ISO 9006:1994(F) OS0 9006: 1994(F) Avant-propos LISO (Organisation 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 techniqu

3、es de IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne- mentales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrote

4、chnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres v

5、otants. La Norme internationale ISO 9006 a t labore par le comit technique ISOflC 85, nergie nuclaire, sous-comit SC 5, Technologie du combus- tible nuclaire. Lannexe A fait partie intgrante de la prsente Norme internationale. 0 ISO 1994 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, au

6、cune partie de cette publica- tion ne peut 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

7、 Suisse Imprim en Suisse NORME INTERNATIONALE ISO ISO 9006: 1994(F) Uranium mtal, et poudre et pastilles de dioxyde duranium - Dosage de lazote - Mthode utilisant llectrode sensible lammoniac 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale prescrit une m- thode danalyse visant doser lazote da

8、ns luranium mtal, la poudre et les pastilles de dioxyde duranium. Elle sapplique au dosage de lazote prsent sous forme de nitrure dans luranium mtal, la poudre et les pastilles de dioxyde duranium. Lintervalle de con- centration auquel la mthode est applicable est compris entre 9 ug et 600 ug dazote

9、 par gramme. Des mtaux constituant des ammoniacates com- plexes peuvent crer des interfrences, mais celles-ci demeurent normalement un niveau acceptable. 2 Principe 2.1 Lchantillon est dissous dans un mlange dacide chlorhydrique et de peroxyde dhydrogne, en formant une solution duranium(VI) et en tr

10、ansformant lazote prsent sous forme de nitrure en ion ammo- nium. On ajoute ensuite du carbonate de potassium pour transformer lion ammonium en ammoniac et lon conserve Iuranium(VI) en solution sous forme danion complexe carbonate. De lacide (thylne diamine) ttraactique (EDTA) est prsent pour com- p

11、lexer les mtaux formant des ammoniacates. On mesure ensuite la teneur en ammoniac laide dune lectrode sensible lammoniac et en recourant une mthode classique dajout dose. 2.2 Une fraction dchantillon contenant environ 0,5 g duranium est dissoute dans de lacide chlor- hydrique et du peroxyde dhydrogn

12、e. La quantit dacide chlorhydrique doit rester aussi faible que possible afin dobtenir une acidite faible aprs disso- lution et de rduire au minimum le blanc du ractif. Lazote prsent sous forme de nitrure est transform en ion ammonium par lacide tandis que le peroxyde dhydrogne fait passer luranium

13、son tat hexa- valent. Au dpart, on obtient un complexe peroxy- uranium solide de couleur jaune ple; sous laction de la chaleur, ce complexe se dcompose pour donner une solution jaune claire duranium(VI). Cette solution acide est rendue alcaline par adjonction en excs dune solution de carbonate de po

14、tassium, la faible acidit aprs dissolution garantissant que le dgagement du dioxyde de carbone sera minime. Lexcdent de carbonate transforme lion ammonium en gaz ammoniac et maintient Iuranium(VI) en solu- tion sous forme danion complexe, U02(C03)$-. La quantit dammoniac dans la solution alcaline es

15、t dtermine en notant le potentiel indiqu par Ilec- trode sensible a lammoniac plonge dans la solution et en ajoutant une quantit donne dammoniac puis, de nouveau, en notant le potentiel indiqu dans Ilec- trode. La diffrence entre les deux valeurs permet de dterminer la teneur en ammoniac de la solut

16、ion et donc la teneur en azote de lchantillon. On ajoute lammoniac sous forme de solution talon de chlorure dammonium, lion ammonium tant instantanment transform en ammoniac lorsquon lajoute la solu- tion alcaline. On effectue un essai blanc partir des quantits dacide chlorhydrique, de peroxyde dhyd

17、rogne et deau utilises pour dissoudre la prise dessai et en suivant la mme mthode que celle employe pour mesurer la teneur en ammoniac. 3 Ractions u4+ + (oo)*- + uo 2 *+ uo22+ + 3cog- -9 UO#O ) 33 4- NH4+ + OH-+ NH3 + H20 4 Ractifs Utiliser uniquement des ractifs de qualit analytique reconnue et de

18、leau distille. 4.ll Eau distille. tant donn que la concentration en ammoniac doit tre infrieure a 0,i ug/mI, leau utilise en laboratoire rpond gnralement cette exigence. 1 ISO 9006: 1994(F) 0 ISO I Cette eau doit servir prparer tous les ractifs et doit galement tre utilise dans le mode opratoire dcr

19、it dans larticle 7. Vider leau. lexcdent dacide et rincer soigneusement Purger lexcdent deau, recouvrir lchantillon de laboratoire avec de lactone (4.7) et mlanger en agitant. Vider le trop-plein dactone. 4.2 Acide chlorhydrique, p 1,18 g/mI. 4.3 Peroxyde dhydrogne, solution 290 g/l. Scher a lair lc

20、hantillon de laboratoire une propre et Iutilis er comme chan tillon pour essai. fois 4.4 Agent complexant. Dissoudre 250 g de carbonate de potassium anhydre et 2,5 g de sel disodique dacide (thylne diamine) ttraactique (EDTA, sel disodique) dans de leau, puis diluer 1 1. Appliquer immdiatement le mo

21、de opratoire (voir article 7). 6.1.2 Pastilles de dioxyde duranium 4.5 Azote, solution talon 1 g/l. Broyer lchantillon de laboratoire dans un mortier percussion et le faire passer travers un tamis de 75 um douverture de maille. Rpter ce mode opra- toire si ncessaire jusqu ce quon obtienne une prise

22、tamise de plus de 1 g. Conserver cette prise qui ser- vira dchantillon pour essai. Peser environ 5 g de chlorure dammonium et le scher a 120 “C pendant 4 h. Dissoudre 3,821 g du matriau dshydrat dans leau, puis diluer a 1 1. 4.6 Acide nitrique, p 1,42 g/mI. 4.7 Actone. 6.1.3 Poudre de dioxyde durani

23、um Les chantillons en poudre doivent tre analyss sans autre prparation. 5 Appareillage Matriel courant de laboratoire, et 7 Mode opratoire 5.1 Millivoltmtre, affichage numrique, dune rsolution de 0,l mV. 7.1 Prparation de la solution dessai 7X1 Peser 0,001 g prs de 0,56 g 0,58 g de lchantillon pour

24、essai de dioxyde duranium (voir 6.1.2 ou 6.1.3) ou de 0,48 g 0,52 g de lchantillon pour essai duranium mtal (voir 6.1 .l) et noter cette masse comme mo. Introduire lchantillon dans un bcher de 25 ml de capacit. 5.2 lectrode sensible lammoniac. Lorsquelle nest pas utilise, llectrode doit tre conserve

25、 dans une solution compose de 10 ml deau, 2 ml dagent complexant (4.4) et 50 ul de solution talon dazote (4.5). NOTE 1 Des tournures duranium mtal peuvent tre rompues sans difficult pour ajuster avec prcision la masse de lchantillon. Les morceaux solides sont dissous dans de lacide nitrique et une p

26、ortion aliquote approprie de la solution est prleve. 5.3 Agitateur magntique ailettes plastifies. 5.4 Seringue micromtrique, de 500 ul de capacit, pouvant injecter des ajouts de 0,2 ul. 7.1.2 Ajouter a la pipette 1 ml deau (4.1) 1 ml dacide chlorhydrique (4.2) et 0,5 ml de solution de peroxyde dhydr

27、ogne (4.3). Mlanger en agitant puis couvrir dun verre de montre. Faire bouillir lgrement jusqu lobtention dune solution jaune clair. Laisser refroidir la solution temprature ambiante. 6 chantillonnage 6.1 Prparation de lchantillon 6.1.1 Uranium mtal NOTE 2 Cette dissolution est a duranium. dapte tou

28、s les nitrures Placer environ 2 g de lchantillon de laboratoire dans un bcher de 100 ml. Ajouter 10 ml deau (4.1) puis 10 ml dacide nitrique (4.6) et mlanger en agitant 7.1.3 Diluer a % 5 ml avec lagent complexant (4.4) puis mlanger en agitant. Plonger une ailette dagita- teur (5.3) dans la solution

29、 et recouvrir le bcher dun verre de montre. Laisser reposer jusqu ce que toute trace de ternis- sure ait disparu et que lchantillon de laboratoire pr- sente une couleur argente. 2 0 ISO ISO 9006: 1994(F) 7.1.4 Lammoniac svapore lentement de la solution et les mesures doivent tre effectues dans les 3

30、0 min aprs avoir rendu la solution alcaline. 7.2 Mthode dajout dos 7.2.1 Retirer Ielectrode sensible a lammoniac (5.2) de la solution o elle tait plonge et la rincer a leau. 7.2.2 Plonger llectrode dans la solution chantillon, agiter et noter lindication de la tension, une fois stabilise, en millivo

31、lts, 0,l mV prs, comme U,. NOTE 3 Lutilisation dun agitateur magntique devrait seffectuer de faon continue et a rythme constant pendant tous les mesurages. La stabilit de lindication est influence par limpdance du millivoltmtre utilise. Un cri- tre de 02 mV/min ou moins est justifie quand un volt- m

32、tre de prcision est utilise. 7.2.3 laide de la seringue micromtrique (5.4), procder a un apport de solution talon dazote (4.5) jusqu ce que lindication de la tension varie entre 17 mV et 33 mV. Noter le volume, en microlitres, de la solution talon dazote que lon a ajoute, comme V. NOTE 4 Un volume d

33、e V ul de solution talon dazote contient V ug dazote. 7.2.4 Noter lindication de la tension, une fois stabi- lise, en millivolts, 0,l mV prs, comme U2. 7.3 Essai blanc 7.3.1 Determiner le niveau de blanc des reactifs note comme masse 22 en introduisant a la pipette 1 ml deau, 1 ml dacide chlorhydriq

34、ue (4.2) et 0,5 ml de peroxyde dhydrogne (4.3) dans un bcher de 25 ml de capacit. Faire bouillir lgrement afin dliminer lexcdent de peroxyde dhydrogne et laisser la solution refroidir la temprature ambiante. 7.3.2 Suivre le mode opratoire dcrit en 7.1.3 et 7.2. NOTE 5 La solution a blanc mesure doit

35、 contenir plus de 1 ug de NH3 pour que la sonde puisse ragir. des con- centrations dammoniac infrieures a cette valeur, le mode de calcul (8.1 .l) nest pas valable car le rapport existant entre lindication de la tension et la concentration en am- moniac nest pas dfini par lquation de Nernst. Le nive

36、au de blanc habituel est compris entre 2 ug et 5 ug de NHs. 8 Expression des rsultats 8.1 Mode de calcul 8.1.1 Calculer la teneur totale en azote, en micro- grammes, de la solution chantillon, ml, ou de la solution a blanc, m2, a laide de la formule suivante: m, Ou m2 = m3 104 -u;E)/S - 1 est la mas

37、se, en microgrammes, dazote dans la quantit dazote ajoute; (U, -U2) est le changement de lindication de la tension d a ladjonction de V pl de solution talon dazote (voir 7.2.3); S dtermin est le coefficient de llectrode conformment lannexe A. NOTE 6 Pour que lexactitude soit optimale, la formule dev

38、rait tre: qou+ = m3x 15 lo“l -ws x (15 + 0,001v)- 15 Cependant, dans lintervalle de concentration spcifi de la mthode, a savoir entre 9 ug et 600 ug dazote par gramme dchantillon, le rsultat obtenu daprs cette formule ne diffrera pas de faon sensible. 8.1.2 Calculer la valeur corrige de la teneur to

39、tale en azote, en microgrammes, de la solution chantillon, m4, en soustrayant la valeur blanc, m2, des ractifs telle quon la dtermine selon 7.3.1, a partir de la teneur totale en azote, ml, calcule selon 8.1 .l, en appliquant la formule suivante: m4 =m,-m2 8.1.3 Calculer la teneur en azote, W, en mi

40、cro- grammes par gramme de lchantillon pour essai, laide de la formule suivante: m4 WN =- mO o m. est la masse de la prise dessai (voir 7.1 .l). 8.2 Reproductibilit 8.2.1 Uranium mtal La reproductibilit (deux fois lcart-type) fonde sur 58 analyses au niveau de concentration dazote de 40 pg/g est de

41、* 12 ug/g. 8.2.2 Poudre de dioxyde duranium La reproductibilit (deux fois lcart-type) fonde sur 160 analyses au niveau de concentration dazote de 63 pg/s est de =t 14,4 ugfg. 3 OSO 9006: 1994(F) 0 ISO 8.2.3 Pastilles de dioxyde duranium La reproductibilit (deux fois lcart-type) fonde sur 45 analyses

42、 au niveau de concentration dazote de 9 Rapport dessai Le rapport dessai doit contenir les informations sui- vantes: 6 pg/g est de * 6 pg/g- a) 8.3 Exactitude b) II nexiste pas de substance type de rfrence permettant de vrifier lexactitude de la mthode. Des contrles effectus par adjonction de nitrur

43、e duranium ne font pas apparatre derreur significative. 4 e) identification de lchantillon; rfrence de la mthode utilise; rsultats et mode dexpression utilis; anomalies constates pendant lessai; toutes oprations me internationale ves. non prvues par la prsente Nor- ou considres comme facultati- 4 0

44、ISO Annexe A (normative) Dtermination du coefficient de llectrode ISO 9006: 1994(F) A.1 Mode opratoire A.1.1 Ajouter la pipette 10 ml de lagent com- plexant (4.4) dans un bcher de 25 ml de capacit. laide de la seringue micromtrique (5.4), ajouter 2 pl de la solution talon dazote (4.5). NOTE 7 Cette

45、adjonction permet de sassurer que la solu- tion blanc se situe dans lintervalle de rponse linaire de llectrode. A.1.2 Plonger llectrode sensible lammoniac dans la solution, agiter et noter lindication de la tension, aprs stabilisation, en millivolts, 0,l mV prs, comme Ub. A.1.3 Procder des adjonctio

46、ns cumules de 10 pl, 50 CII, 200 PI et 1 000 l,.l de solution talon dazote, en agitant, et noter lindication de la tension, aprs sta- bilisation, Ui, 0,l mV prs, aprs chaque adjonction. Compte tenu de leffet de dilution, ces adjonctions correspondent respectivement aux concentrations dazote ci, de 0

47、,999 pg/mI, 4,975 pg/mI, 19,61 pg/mI et 9091 pg/mI. A.2 Expression des rsultats A.2.1 Dterminer le coefficient de llectrode laide dune calculatrice permettant une rgression linaire, en choisissant comme valeurs de x les logarithmes dcimaux des quatre concentrations dazote, ci, en microgrammes par millilitres, obtenues et comme valeurs de y les indications de la tension Ui, en millivolts. Noter le coefficient, S, 0,Ol mV prs. A.2.2 Calculer la valeur blanc pour la concentration dazote, Chi, en microgrammes par mi