GOST R ISO 15353-2014

GOST R ISO 15353-2014 Acier et fonte. Détermination de la teneur en étain. Méthode spectrométrique d'absorption atomique de flamme (extraction sous forme de Sn-SCN)

GOST R ISO 15353-2014

NORME NATIONALE DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE

ACIER ET FONTE

Détermination de la teneur en étain. Méthode spectrométrique d'absorption atomique de flamme (extraction sous forme de Sn-SCN)

Acier et fer - Détermination de la teneur en étain - Méthode par spectrométrie d'absorption atomique dans la flamme (extraction sous forme de Sn-SCN)

OKS 77.080.20*
OKSTU 0709

______________
* Selon le site officiel de Rosstandart
OKS 77.080.01. — Note du fabricant de la base de données.

Date de présentation 2015-01-01

Avant-propos

1 PRÉPARÉ PAR Federal State Unitary Enterprise "Institut central de recherche nommé d'après A.I. I.P. Bardin » sur la base de sa propre traduction authentique en russe de la norme spécifiée au paragraphe 4

2 INTRODUIT par le Comité Technique de Normalisation TK 145 "Méthodes de contrôle des produits métalliques"

3 APPROUVÉ ET MIS EN VIGUEUR par Arrêté de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie du 11 juin 2014 N 648-st

4 Cette norme est identique à la norme internationale ISO 15353:2001* « Acier et fonte. Détermination de la teneur en étain. ISO 15353:2001 "Acier et fonte — Détermination de la teneur en étain — Méthode par spectrométrie d'absorption atomique dans la flamme (extraction sous forme de Sn-SCN)"
________________
* L'accès aux documents internationaux et étrangers mentionnés ci-après peut être obtenu en cliquant sur le lien vers shop.cntd.ru. — Note du fabricant de la base de données.


Lors de l'application de cette norme, il est recommandé d'utiliser à la place des normes internationales de référence les normes nationales correspondantes de la Fédération de Russie et les normes interétatiques, dont les détails sont donnés dans l'annexe supplémentaire OUI

5 INTRODUIT POUR LA PREMIÈRE FOIS


Les règles d'application de cette norme sont précisées dans GOST R 1.0-2012 (section 8). Les informations sur les modifications apportées à cette norme sont publiées dans l'index d'information annuel (au 1er janvier de l'année en cours) "Normes nationales", et le texte officiel des modifications et modifications - dans l'index d'information mensuel "Normes nationales". En cas de révision (remplacement) ou d'annulation de cette norme, un avis correspondant sera publié dans la prochaine édition de l'index d'information "Normes nationales". Les informations, notifications et textes pertinents sont également publiés dans le système d'information public - sur le site officiel de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie sur Internet (gost.ru)

1 domaine d'utilisation

La présente Norme internationale spécifie la méthode par spectrométrie d'absorption atomique dans la flamme pour le dosage de l'étain dans l'acier et la fonte.

La méthode est applicable pour déterminer la fraction massique d'étain dans la plage de 0,001 % à 0,1 %.

2 Références normatives

Cette norme utilise des références normatives aux normes suivantes* :
________________
* Voir le lien pour le tableau de correspondance entre les normes nationales et les normes internationales. — Note du fabricant de la base de données.


ISO 648:1977 Verrerie de laboratoire. Pipettes à un trait (ISO 648:1977, Verrerie de laboratoire - Pipettes à un trait)

ISO 1042:1998 Verrerie de laboratoire. Fioles jaugées à un trait (ISO 1042:1998, Verrerie de laboratoire - Fioles jaugées à un trait)

ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire d'analyse — Spécifications et méthodes d'essai

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

ISO 5725-2:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des méthodes de mesure et des résultats — Partie 2: Méthode de base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode de mesure standard 2: Méthode de base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une mesure standard méthode)

ISO 5725-3:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des méthodes de mesure et des résultats — Partie 3: Mesures intermédiaires de la fidélité d'une méthode de mesure normalisée)

ISO 14284:1996 Acier et fonte. ISO 14284:1996, Acier et fonte — Échantillonnage et préparation des échantillons pour la détermination de la composition chimique

3 Essence de la méthode

Cette méthode est basée sur la dissolution de l'échantillon d'essai dans les acides chlorhydrique et nitrique, la formation du complexe Sn-SCN et l'extraction du complexe dans la 4-méthyl-2-pentanone (isobutyl méthyl cétone).

La solution organique résultante est pulvérisée dans une flamme avec du dinitroxyde-acétylène et une mesure spectrométrique est faite de la valeur d'absorption du rayonnement émis par la lampe à cathode creuse sur l'étain par des atomes d'étain libres à une longueur d'onde de 543 nm.

4 réactifs

Lors de la réalisation de l'analyse, sauf indication contraire, seuls des réactifs de la pureté analytique établie sont utilisés.

4.1 Sauf indication contraire, utiliser de l'eau distillée purifiée davantage par distillation ou par d'autres moyens.

4.2 Acide chlorhydrique ( ), 1,19 g/cm .

4.3 Acide chlorhydrique dilué 1:1.

4.4 Acide nitrique ( ), 1,40 g/cm .

4.5 Acide formique ( ), 1,21 g/cm .

4.6 Acide chlorhydrique ( ), dilué 1:24.

4.7 Acide ascorbique ( ).

4.8 Thiocyanate de potassium, solution.

25 g de thiocyanate de potassium ( ) est dissous dans de l'eau distillée (4.1), diluée à 50 ml et mélanger. La solution est préparée immédiatement avant utilisation.

4.9 4-méthyl-2-pentanone (isobutyl méthyl cétone), .

4.10 Solution de lavage.

45 g d'acide ascorbique (4.7) et 25 g de thiocyanate de potassium sont dissous dans 500 ml acide chlorhydrique (4.6). La solution est préparée immédiatement avant utilisation.

4.11 Étain, solution étalon

4.11.1 Solution mère à 1 g/l étain.

Peser (avec une précision de 0,0001 mg) 0,25 g d'étain métallique, avec une fraction massique d'étain d'au moins 99,9 %. Placer l'échantillon dans un verre d'une capacité de 250 cm et le dissoudre, en chauffant modérément, dans 20 cm acide chlorhydrique (4.2) et 5 ml acide nitrique (4.4). Retirer immédiatement le bécher de la plaque chauffante après dissolution complète de l'étain et laisser refroidir la solution. Transvaser quantitativement la solution dans une fiole jaugée à une étiquette d'une capacité de 250 ml. contenant 100 cm acide chlorhydrique (4.2). Diluer jusqu'au trait avec de l'eau et mélanger la solution.

1cm de cette solution mère contient 1 mg d'étain.

4.11.2 Solution étalon A à 50 mg/l étain.

Porter 25 cm solution mère (4.11.1) dans une fiole jaugée à trait unique de 500 ml et ajouter 90 cm acide chlorhydrique (4.2). Diluer la solution avec de l'eau jusqu'au trait de jauge et mélanger.

1cm de cette solution étalon contient 0,05 mg d'étain.

4.11.3 Solution étalon B à 5 mg/l étain.

fit 25cm solution étalon A (4.11.2) dans une fiole jaugée de 250 ml à un trait et ajouter 50 cm acide chlorhydrique (4.2). Diluer la solution avec de l'eau jusqu'au trait de jauge et mélanger.

1cm de cette solution contient 0,005 mg d'étain.

4.12 Fer ne contenant pas d'étain (moins de 0,0001 % d'étain est acceptable).

4.13 Solution pour optimiser les performances d'un spectromètre d'absorption atomique.

4 g d'acide ascorbique (4.7) sont dissous dans 40 ml acide chlorhydrique (4.6). Ajouter 3 ml à la solution refroidie solution étalon basique d'étain (4.11.1). Procéder exactement comme décrit en 7.3.2, mais placer la phase organique dans une fiole jaugée de 100 ml. , diluer au volume avec de la 4-méthyl-2-pentanone (4.9) et mélanger. La solution reste stable pendant plusieurs semaines si le flacon est bien fermé.

5 Équipement

Toute la verrerie volumétrique doit être de classe A conformément à la norme ISO 648 ou ISO 1042, selon le cas.

Un équipement de laboratoire usuel est utilisé, ainsi que les appareils suivants.

5.1 Spectromètre d'absorption atomique équipé d'une lampe à cathode creuse en étain, de réserves d'acétylène et de dinitroxyde, d'huiles anhydres et suffisamment pures pour produire une flamme rouge stable et propre.

Un spectromètre d'absorption atomique est considéré comme apte à être utilisé si, après optimisation du mode de fonctionnement selon 7.3.5, les valeurs de la limite de détection et de la concentration caractéristique sont conformes aux valeurs spécifiées par le fabricant de l'instrument et aux critères de précision spécifié en 5.1.1 à 5.1.3. De plus, il est souhaitable que l'instrument satisfasse aux exigences supplémentaires données en 5.1.4.

5.1.1 Limite de stabilité minimale (à court terme)

L'écart type de 10 valeurs d'absorbance de la solution d'étalonnage la plus concentrée ne doit pas dépasser 1,5 % de l'absorbance moyenne de cette solution.

5.1.2 Limite de détection

La limite de détection est calculée comme trois fois l'écart type de 10 valeurs d'absorbance d'une solution contenant l'élément correspondant à un niveau de concentration sélectionné ayant une valeur d'absorbance légèrement supérieure à la solution zéro. La limite de détection de l'étain dans une matrice similaire à la solution d'échantillon finale analysée doit être inférieure à 0,1 µg/cm étain en solution organique.

5.1.3 Linéarité de la courbe d'étalonnage

La pente de la courbe d'étalonnage pour les 20 % supérieurs de la plage de concentration (exprimée en tant que variation d'absorbance) ne doit pas être inférieure à 0,7 de la pente pour les 20 % inférieurs de la plage de concentration, déterminée de la même manière. Pour les instruments à étalonnage automatique, les lectures d'absorbance sont obtenues à l'aide de 2 étalons ou plus, et les exigences ci-dessus pour la linéarité du graphique doivent être respectées.

5.1.4 Concentration caractéristique

La concentration caractéristique d'étain dans la matrice, similaire à la solution d'échantillon analysée finale, doit être inférieure à 0,4 µg/cm étain en solution organique.

5.2 Accessoires

Un enregistreur à bande et/ou un lecteur numérique doivent être utilisés pour évaluer les critères en 5.1 et pour toutes les mesures ultérieures.

L'expansion d'échelle peut être utilisée tant que le bruit observé ne dépasse pas les erreurs du dispositif de lecture et est toujours recommandée pour les absorbances inférieures à 0,1. S'il est nécessaire d'utiliser l'expansion de l'échelle et que l'instrument ne dispose pas d'un dispositif pour déterminer la valeur du facteur d'expansion de l'échelle, cette valeur peut être calculée en divisant simplement les valeurs d'absorbance de la solution correspondante obtenue avec et sans expansion de la échelle.

6 Échantillonnage

L'échantillonnage est effectué conformément à la norme ISO 14284 ou à d'autres normes sidérurgiques nationales appropriées.

7 Analyse

7.1 Pesée analytique

Un échantillon analytique est pesé conformément aux données du tableau 1, avec une précision proche de 0,0001 g.

Tableau 1 - Échantillon analytique

7.2 Essai à blanc

Parallèlement à l'analyse de l'échantillon à tester, une expérience à blanc est réalisée. Une expérience à blanc est réalisée dans les mêmes conditions, en utilisant la même technique, les mêmes quantités de tous les réactifs nécessaires, à l'exception de la partie pesée de l'échantillon à tester.

7.3 Définition

7.3.1 Préparation de la solution d'essai

Une partie de la prise d'essai (7.1) est placée dans un bécher d'une capacité de 250 ml. , ajouter 20 cm acide chlorhydrique (4.3) et 5 ml nitrique (4.4), couvrir le bécher avec un couvercle et chauffer doucement. Après dissolution complète de l'échantillon, le verre est immédiatement retiré de la plaque chauffante et la solution est refroidie. Laver le couvercle à l'eau et ajouter 5 cm acide formique (4.5). Chauffez soigneusement le bécher (sans couvercle) jusqu'à l'arrêt de la réaction, puis retirez immédiatement le bécher de la plaque chauffante et diluez la solution avec 20 ml acide chlorhydrique (4.6). Ajouter 4 g d'acide ascorbique (4.7) et dissoudre en chauffant modérément. Après dissolution, le bécher est immédiatement retiré de la plaque chauffante et refroidi à température ambiante.

7.3.2 Extraction

Transférer quantitativement la solution d'échantillon dans une ampoule à décanter de 125 ml. et diluer avec de l'acide chlorhydrique (4.6) à 60 ml . ajouter 5cm solution de thiocyanate de potassium (4.8) et 10 ml 4-méthyl-2-pentanone (isobutylméthylcétone) (4.9). Agiter vigoureusement l'entonnoir pendant 60 secondes. On laisse les phases se séparer complètement, généralement 5 minutes suffisent, mais dans le cas d'échantillons contenant du graphite ou des éléments qui précipitent, le processus peut durer de 15 minutes à 20 minutes. La phase aqueuse est rejetée. ajouter 50cm solution de lavage (4.10) et agiter vigoureusement l'entonnoir pendant 120 s. On laisse les phases se séparer complètement, la phase aqueuse est jetée. Il n'est pas nécessaire de séparer quantitativement la phase organique. Jeter environ 0,5 cm solution contenant les deux phases. Assurez-vous de retirer toute l'eau de la tige de l'ampoule à décanter. La phase organique est filtrée sur papier filtre rapide sec dans une fiole jaugée sèche de 10 ml. . Le flacon est fermé. La solution est stable pendant 24 heures.

7.3.3 Préparation des solutions d'étalonnage

Dans une série de 6 verres d'une contenance de 250 cm ajouter du fer (4.12) et des solutions étalons d'étain (4.11.2 et 4.11.3) conformément au tableau 2. Les opérations sont effectuées exactement selon 7.3.1 et 7.3.2.

Tableau 2 - Solutions d'étalonnage

7.3.4 Configuration du spectromètre d'absorption atomique

Les paramètres sont présentés dans le tableau 3.

7.3.5 Optimisation du mode de fonctionnement du spectromètre d'absorption atomique.

Il est nécessaire de suivre les recommandations du fabricant lors de la préparation de l'instrument pour le fonctionnement. Lorsque cela est indiqué, vaporiser de la 4-méthyl-2-pentanone (4.9). L'instrument est ajusté jusqu'à ce que le signal maximal soit obtenu lors de la pulvérisation de la solution d'optimisation (4.13). Continuez à pulvériser de la 4-méthyl-2-pentanone (4.9) jusqu'à ce que vous soyez convaincu que l'instrument est prêt pour la mesure. Évaluer les critères instrumentaux (5.1.1 à 5.1.3) et la caractéristique facultative de 5.1.4 pour s'assurer que l'instrument est prêt pour la mesure.

Tableau 3 - Paramètres instrumentaux

7.3.6 Mesures spectrométriques

La mesure d'absorbance est lancée en pulvérisant la solution d'étalonnage la moins concentrée. Ensuite, continuez à mesurer deux ou trois solutions des échantillons analysés avec une teneur en étain inconnue, puis la solution d'étalonnage suivante (par ordre croissant), deux solutions ou plus des échantillons analysés, avec une teneur en étain inconnue, etc. Ainsi, tous les solutions des échantillons analysés inconnus seront mesurées dans la même période de temps que les solutions d'étalonnage. Cet ordre de mesure élimine la possibilité de dérive de l'instrument entre les mesures des solutions d'étalonnage et des solutions analysées inconnues.

8 Construction d'une courbe d'étalonnage

Il est nécessaire de construire une courbe d'étalonnage distincte pour chaque série de mesures. Lorsque des métaux et des réactifs purs sont utilisés, la solution zéro doit donner une lecture d'absorbance insignifiante, ignorée en raison de la petite différence. Dans ce cas, un graphique d'étalonnage est construit, traçant la valeur moyenne de l'absorption des solutions d'étalonnage sur les axes de coordonnées par rapport au contenu en µg/cm étain dans les solutions. Si la solution zéro a une absorbance significative, une procédure plus complète est nécessaire. Dans ce cas, la masse d'étain en solution zéro est calculé par la formule

,

où est la masse d'étain, en microgrammes, ajoutée à la première solution d'étalonnage ;

est la valeur d'absorbance de la solution zéro ;

est la valeur d'absorbance de la première solution d'étalonnage.

Définir la valeur ajoutée à chaque masse nominale d'étalonnage pour obtenir une courbe d'étalonnage passant par l'origine.

9 Traitement des résultats

9.1 Méthode de calcul

La teneur en étain est déterminée à partir de la courbe d'étalonnage dans la solution à blanc (7.2) et les solutions analysées, en utilisant les valeurs d'absorption mesurées de ces solutions. La teneur en étain trouvée dans la solution à blanc est soustraite des résultats des solutions analysées.

Fraction massique d'étain , %, calculé par la formule

,

où est la teneur en étain, μg, dans la solution analysée, trouvée à partir de la courbe d'étalonnage ;

est le poids de l'échantillon, g.

9.2 Précision

Les essais prévus de cette méthode ont été réalisés dans dix laboratoires, à neuf niveaux d'étain, chaque laboratoire réalisant trois dosages d'étain (voir Notes 1 et 2) pour chaque niveau.

Les éprouvettes utilisées sont listées dans le Tableau A.1.

Les résultats obtenus ont été traités statistiquement conformément aux exigences des normes ISO 5725-1, ISO 5725-2 et ISO 5725-3.

Les données obtenues montrent une relation logarithmique entre la teneur en étain, la répétabilité ( ), reproductibilité ( et ) et les résultats d'essai résumés dans le Tableau 4. Une représentation graphique des données est présentée à la Figure B.1.

Tableau 4 - Répétabilité et reproductibilité

10 Rapport d'essai

Le rapport d'essai doit contenir :

— toutes les informations nécessaires pour identifier l'échantillon, les données de laboratoire et d'analyse ;

— la méthode utilisée en référence à l'ISO 15353 ;

— les résultats et la forme sous laquelle ils sont présentés ;

— les caractéristiques relevées lors de l'analyse ;

— les opérations non spécifiées dans la présente Norme internationale ou toute opération facultative susceptible d'affecter les résultats de l'analyse.

Annexe, A (informative). Informations complémentaires pour le test international

Annexe A
(référence)

Le tableau 4 montre les résultats des tests analytiques internationaux effectués en 1994-1996. g) sur neuf échantillons d'acier dans six pays, réalisée dans dix laboratoires.

Les résultats des essais ont été rapportés dans le document ISO/TC 17/SC 1 N 1147. Une représentation graphique des données de fidélité est donnée en Annexe B.

Les spécimens utilisés dans les essais sont présentés dans le Tableau A.1.

Tableau A.1 - Eprouvettes

Annexe B (informative). Représentation graphique des données de précision

Annexe B
(référence)

Figure B.1 — Représentation graphique des données de fidélité

— 2,0373

— 1,7239

— 1.555

Figure B.1 — Représentation graphique des données de fidélité

Annexe OUI (référence). Informations sur la conformité des normes internationales référencées avec les normes nationales de la Fédération de Russie (et les normes interétatiques en vigueur à ce titre)

Annexe OUI
(référence)

Tableau D.A. .1

_________________________________________________________________________

UDC 669.14:620.2:006.354 OKS 77.080.20 OKSTU 0709

Mots clés : acier, détermination de la teneur en étain, méthode spectrométrique d'absorption atomique