GOST R ISO 4940-2010
GOST R ISO 4940-2010 Acier et fonte. Détermination de la teneur en nickel. Méthode spectrométrique d'absorption atomique de flamme
GOST R ISO 4940-2010
Groupe B39
NORME NATIONALE DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE
ACIER ET FONTE
Détermination de la teneur en nickel. Méthode spectrométrique d'absorption atomique de flamme
acier et fer. Détermination de la teneur en nickel. Méthode spectrométrique d'absorption atomique de flamme
OKS 77.080.01
OKSTU 0709
Date de lancement 2011-07-01
Avant-propos
Les objectifs et les principes de la normalisation dans la Fédération de Russie sont établis par la loi fédérale du 27 décembre 2002 N 184-FZ "sur la réglementation technique" et les règles d'application des normes nationales de la Fédération de Russie - GOST R 1.0-2004 "La normalisation dans la Fédération de Russie. Dispositions de base"
À propos de la norme
1 PRÉPARÉ par le Comité technique de normalisation TK 145 "Méthodes de contrôle des produits métalliques" sur la base de sa propre traduction authentique en russe de la norme spécifiée au paragraphe 4
2 INTRODUIT par l'Office de la réglementation technique et de la normalisation de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie
3 APPROUVÉ ET MIS EN VIGUEUR par Arrêté de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie du 21 décembre 2010 N 906-st
4 Cette norme est identique à la norme internationale ISO 4940:1985* « Acier et fonte. Détermination de la teneur en nickel. Méthode par spectrométrie d'absorption atomique dans la flamme (ISO 4940:1985) Acier et fonte - Détermination de la teneur en nickel - Méthode par spectrométrie d'absorption atomique dans la flamme.
_______________
* L'accès aux documents internationaux et étrangers mentionnés ci-après dans le texte peut être obtenu en cliquant sur le lien. — 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, dont les informations sont fournies dans l'annexe supplémentaire OUI
5 INTRODUIT POUR LA PREMIÈRE FOIS
Les informations sur les modifications apportées à cette norme sont publiées dans l'index d'informations publié annuellement "Normes nationales" et le texte des modifications et modifications - dans les index d'informations publiés mensuellement "Normes nationales". En cas de révision (remplacement) ou d'annulation de cette norme, un avis correspondant sera publié dans l'index d'information publié mensuellement "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
1 domaine d'utilisation
La présente Norme internationale s'applique à l'acier et à la fonte et spécifie la méthode par spectrométrie d'absorption atomique à flamme pour la détermination de la teneur en nickel.
La méthode est applicable pour déterminer la fraction massique de nickel dans la plage de 0,002 % à 0,5 %.
2 Références normatives
Cette norme utilise des références normatives aux normes internationales suivantes* :
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* 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 377, Sélection et préparation des échantillons et des éprouvettes pour l'acier forgé
________________
* ISO 14284:1996 Acier et fonte est valide. Prélèvement et préparation d'échantillons pour analyse chimique.
ISO 5725* Précision des méthodes d'essai. Détermination de la répétabilité et de la reproductibilité par des essais interlaboratoires (ISO 5725, Fidélité des méthodes d'essai — Détermination de la répétabilité et de la reproductibilité par des essais interlaboratoires)
________________
* ISO 5725-1:1994 L'exactitude (exactitude et précision) des méthodes de mesure et des résultats est valide. Partie 1. Principes généraux et définitions.
3 Essence de la méthode
La méthode est basée sur la dissolution d'une partie d'un échantillon dans un mélange d'acides correspondants, suivie d'une évaporation en vapeur d'acide perchlorique, d'une pulvérisation de la solution dans une flamme air-acétylène et d'une mesure spectrométrique de l'absorption atomique du rayonnement avec une résonance de 352,5 nm. ligne émise par une lampe à cathode creuse sur le nickel.
NOTE Pour certains instruments, il n'est pas possible d'obtenir une sensibilité suffisante à 352,5 nm pour de faibles concentrations de nickel près de l'extrémité inférieure de la plage de mesure, auquel cas il convient d'utiliser 232,0 nm.
A une longueur d'onde de 352,5 nm, le rapport signal sur bruit est plus élevé qu'à une longueur d'onde de 232,0 nm. En règle générale, l'utilisation de la raie à 352,5 nm donne la meilleure reproductibilité.
4 réactifs
Lors de la réalisation de l'analyse, sauf indication contraire, n'utiliser que des réactifs de pureté analytique connue à très faible teneur en nickel et uniquement de l'eau distillée ou de pureté équivalente.
Si possible, utilisez uniquement de l'eau distillée ou déminéralisée fraîchement préparée.
4.1 Fer de haute pureté contenant moins de 0,0005 % de nickel en masse.
4.2 Mélange d'acides chlorhydrique et nitrique
Mélanger trois volumes d'acide chlorhydrique ( 1,19 g/cm
), un volume d'acide nitrique (
1,40 g/cm
) et deux volumes d'eau.
Préparez ce mélange immédiatement avant utilisation.
4.3 Mélange d'acides nitrique et perchlorique
Mixte 100cm acide nitrique (
1,40 g/cm
) à partir de 800cm
acide perchlorique (
1,54 g/cm
). Diluer avec de l'eau à 1 dm
et mélanger.
Remarque - L'acide perchlorique d'une densité de 1,67 g/cm3 peut être utilisé. . 100cm
acide perchlorique (
1,54 g/cm
) équivaut à 79 cm
acide perchlorique (
1,67 g/cm
).
4.4 Solution étalon de nickel
4.4.1 Solution mère de nickel 1 g/l
Peser à 0,0001 g près 0,5000 g de nickel de haute pureté (pur 99,9 %) et dissous dans 25 cm
acide nitrique (
1,54 g/cm
dilué 1:1). Faire bouillir jusqu'à ce que les vapeurs d'acide nitrique soient éliminées. Refroidir et transférer la solution dans une fiole jaugée de 500 ml.
à un trait, diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
4.4.2 Solution étalon de nickel 40 mg/l
Placé 10,0 cm solution mère de nickel (4.4.1) dans une fiole jaugée à un trait de 250 ml
diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
1cm de cette solution étalon contient 40 µg de nickel.
Préparer la solution standard juste avant utilisation.
5 Équipement
L'équipement de laboratoire habituel est utilisé.
5.1 Spectromètre d'absorption atomique
Lampe à cathode creuse sur nickel; Les alimentations en air et en acétylène sont exemptes d'eau, d'huile et de nickel et sont suffisamment propres pour fournir une flamme stable, claire et pauvre en combustible.
Un spectromètre d'absorption atomique est considéré comme utilisable si, après optimisation des conditions de mesure selon 7.3.4, les valeurs de la limite de détection et de la concentration caractéristique sont conformes aux valeurs données par le fabricant de l'instrument et coïncider avec les critères de précision donnés
5.1.1 Précision minimale
Calculez l'écart type de 10 valeurs d'absorbance mesurées de la solution d'étalonnage la plus concentrée. L'écart type ne doit pas dépasser 1,0 % de l'absorbance moyenne.
Calculer l'écart type de 10 valeurs d'absorbance de la solution d'étalonnage la moins concentrée (à l'exclusion de la solution zéro). L'écart type ne doit pas dépasser 0,5 % de l'absorbance moyenne de la solution d'étalonnage la plus concentrée.
Il est recommandé que l'instrument satisfasse aux critères de précision donnés
5.1.1.1 Concentration caractéristique
La concentration caractéristique de nickel dans une matrice similaire à la solution d'échantillon finale à tester doit être inférieure à 0,50 µg/cm nickel pour une longueur d'onde de 352,5 nm et inférieure à 0,10 µg/cm
nickel pour une longueur d'onde de 232,0 nm.
5.1.1.2 Limite de détection
La limite de détection est calculée comme le double de l'écart type de 10 valeurs d'absorbance d'une solution contenant l'élément correspondant à un niveau de concentration sélectionné donnant une absorbance légèrement supérieure à la solution nulle.
La limite de détection du nickel dans une matrice similaire à la solution finale de l'échantillon d'essai doit être inférieure à 0,30 µg/cm nickel à une longueur d'onde de 352,5 nm et inférieure à 0,15 µg/cm
nickel à une longueur d'onde de 232,0 nm.
5.1.1.3 Linéarité du graphe
La pente de la courbe d'étalonnage, exprimée comme le rapport de la valeur d'absorbance correspondant à la plage de 20 % dans la région supérieure du graphique, à la plage de concentration de 20 % dans la région inférieure du graphique, ne doit pas être inférieure à 0,7.
Pour les instruments à étalonnage automatique utilisant deux échantillons standard ou plus, il est nécessaire de s'assurer que les exigences ci-dessus pour la linéarité de l'étalonnage sont remplies avant d'analyser les lectures d'absorbance obtenues.
5.2 Accessoires
Il est recommandé d'utiliser un enregistreur à bande et/ou un lecteur numérique pour évaluer les critères de 5.1.1 et pour toutes les mesures ultérieures.
L'expansion de l'échelle peut être appliquée jusqu'à ce que le bruit observé soit supérieur à l'erreur de lecture, et est toujours recommandée pour les absorbances inférieures à 0,1.
Si l'expansion de l'échelle doit être utilisée et que l'instrument n'a pas de dispositif pour déterminer la valeur du facteur d'expansion de l'échelle, alors cette valeur peut être calculée en divisant simplement la valeur d'absorbance mesurée pour une solution appropriée avec l'expansion de l'échelle par la valeur d'absorbance mesurée sans échelle expansion.
6 Échantillonnage
L'échantillonnage est effectué conformément à la norme ISO 377.
7 Analyse
AVERTISSEMENT — Les vapeurs d'acide perchlorique peuvent exploser en présence d'ammoniac, de vapeurs d'acide nitreux ou de toute matière organique.
Le système de pulvérisation et le système de drainage doivent être nettoyés des traces d'acide perchlorique après avoir travaillé avec.
REMARQUE Toute la verrerie doit d'abord être lavée à l'acide chlorhydrique ( 1,19 g/cm
dilué 1:1) puis avec de l'eau.
La quantité de nickel présente dans les béchers et les flacons peut être vérifiée en mesurant l'absorbance de l'eau distillée versée dans la verrerie après qu'elle a été lavée à l'acide.
7.1 Échantillonnage
Peser 1 g de la prise d'essai à 0,001 g près.
7.2 Essai à blanc
Parallèlement à la détermination par la même méthode, mener une expérience témoin en utilisant les mêmes quantités de tous les réactifs, y compris le fer (4.1)
7.3 Définition
7.3.1 Préparation de la solution d'essai
Placer l'échantillon pesé (7.1) dans un bécher de 250 ml. . Ajouter par petites portions de 15 cm
mélanges d'acides nitrique et perchlorique (4.3), couvrir le bécher avec un verre de montre et chauffer doucement jusqu'à ce que la réaction de dissolution ait cessé. Évaporer la solution jusqu'à l'apparition d'abondantes fumées blanches d'acide perchlorique. L'évaporation est poursuivie pendant 1 min à une température telle que les vapeurs d'acide perchlorique remplissent tout le volume du bêcher.
NOTE Les échantillons peu solubles dans un mélange d'acides nitrique et perchlorique (4.3) sont d'abord dissous dans 10 ml de mélange d'acides chlorhydrique et nitrique (4.2) puis ajouter 15 ml
mélanges d'acides nitrique et perchlorique (4.3).
Après refroidissement, ajouter 25 cm l'eau et chauffer doucement jusqu'à ce que les sels se dissolvent. Refroidir à nouveau et transférer quantitativement dans une fiole jaugée à trait unique de 100 ml.
. Diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
Filtrer la solution en décantant à travers du papier filtre sec pour séparer le précipité, tel que le carbone, la silice ou l'acide tungstique, et recueillir le filtrat dans un bécher sec, en jetant les premières portions.
Si la teneur attendue en nickel dans l'échantillon d'essai en fraction massique dépasse 0,1%, la solution doit être diluée comme suit: placez 20,0 ml solution filtrée dans une fiole jaugée à un trait d'une capacité de 100 ml
diluer au trait et mélanger.
NOTE Si une dilution est nécessaire pour obtenir la solution d'essai, la solution de contrôle (7.2) doit être diluée de la même manière.
7.3.2 Préparation des solutions d'étalonnage
Placer (10 ± 0,1) g de fer (4.1) dans un bécher d'une capacité de 800 ml. , ajouter 100 cm
mélanges d'acides chlorhydrique et nitrique (4.2) et chauffés jusqu'à dissolution.
Lorsque la dissolution est complète, ajouter 150 ml mélanges d'acides nitrique et perchlorique (4.3) et évaporés jusqu'à l'apparition d'épaisses fumées blanches d'acide perchlorique. L'évaporation est poursuivie pendant 1 min à une température telle que des vapeurs denses d'acide perchlorique remplissent tout le volume du bêcher.
Après refroidissement, ajouter 100 ml l'eau et chauffer doucement jusqu'à ce que les sels se dissolvent. Refroidir à nouveau et transférer quantitativement dans une fiole jaugée à un trait de 250 ml.
. Diluer au trait avec de l'eau et mélanger.
7.3.2.1 Avec une fraction massique de nickel inférieure à 0,1 %
Récolté dans sept fioles jaugées d'une capacité de 100 ml chaque 25,0 cm
une aliquote de solution de fer (7.3.2). Ajouter 0 (solution zéro) aux flacons à partir d'une pipette ou d'une burette, respectivement ; 2,5 ; 5,0 ; 10,0 ; 15,0 ; 20,0 et 25,0 cm
solution étalon de nickel (4.4.2), diluer au volume avec de l'eau et mélanger.
7.3.2.2 Avec une fraction massique de nickel de 0,1 % à 0,5 %
Récolté dans sept fioles jaugées d'une capacité de 100 ml chaque 5,0 cm
une aliquote de solution de fer (7.3.2). Ajouter 0 (solution zéro) aux flacons à partir d'une pipette ou d'une burette, respectivement ; 2,5 ; 5,0 ; 10,0 ; 15,0 ; 20,0 et 25,0 cm
solution étalon de nickel (4.4.2), diluer au volume avec de l'eau et mélanger.
Remarque - 1 cm solution étalon de nickel (4.4.2) diluée à 100 ml
, équivaut à 0,004 % de nickel dans le cas
7.3.3 Les paramètres du spectromètre d'absorption atomique sont donnés dans le Tableau 1.
Tableau 1
| Type de lampe | Cathode creuse sur nickel |
| Longueur d'onde | 352,5 ou 232,0 nm |
| Flamme | Air-acétylène, flamme légèrement pauvre en combustible, ajustée à la sensibilité maximale au nickel |
| Courant de la lampe | En accord avec le fabricant |
| Largeur de fente | En accord avec le fabricant |
En l'absence de recommandations concernant la largeur de l'écart (tableau 1), la règle suivante doit être suivie :
- pour la raie de résonance du nickel 352,5 nm - la largeur de la fente est de 0,2 à 0,4 nm ;
- pour la raie de résonance du nickel 232,0 nm - la largeur de la fente est de 0,15 à 0,25 nm.
Remarque - Les recommandations du fabricant doivent être strictement suivies et une attention particulière doit être portée aux exigences techniques de sécurité suivantes :
- tenir compte de l'explosivité de l'acétylène lors de son utilisation ;
- protéger les yeux de l'opérateur des rayons ultraviolets à l'aide d'un filtre anti-lumière ;
- nettoyer la tête du brûleur des dépôts de carbone formés par les sels d'acide perchlorique, etc. Un brûleur mal nettoyé peut donner des éclairs ;
- assurez-vous que le siphon liquide est rempli d'eau.
7.3.4 Optimisation du mode de fonctionnement du spectromètre d'absorption atomique
Les instructions du fabricant doivent être suivies lors de la préparation de l'instrument en vue de son utilisation.
Une fois que le courant de la lampe, la longueur d'onde et le débit de gaz sont ajustés et que le brûleur est allumé, de l'eau est pulvérisée jusqu'à ce qu'une lecture stable de l'instrument soit établie.
Régler l'absorbance à zéro en pulvérisant la solution zéro (7.3.2.1 ou
Sélectionnez le temps d'amortissement ou d'intégration pour obtenir un signal stable suffisant pour répondre aux critères de précision (5.1.1).
La flamme est réglée de sorte qu'elle soit légèrement pauvre en combustible et que la hauteur du brûleur soit d'environ 1 cm sous le trajet de la lumière. Pulvériser alternativement la solution d'étalonnage la plus concentrée et la plus nulle en ajustant le débit de gaz et la position du brûleur (horizontale, verticale et angulaire) jusqu'à ce que la différence d'absorption entre ces solutions d'étalonnage devienne maximale. Vérifiez que le spectromètre est correctement aligné sur la longueur d'onde souhaitée.
Évaluer les critères de 5.1.1 pour s'assurer que l'instrument est prêt pour la mesure.
7.3.5 Mesures spectrométriques
Réglez l'extension d'échelle de sorte que la solution d'étalonnage la plus concentrée donne une déviation proche de la pleine échelle. Vaporisez les solutions d'étalonnage dans l'ordre croissant, en répétant respectivement les mesures jusqu'à ce que chacune d'elles donne la précision spécifiée, ce qui indique un fonctionnement stable de l'instrument. Deux solutions d'étalonnage sont sélectionnées, l'une ayant une absorbance légèrement inférieure à la solution à tester et l'autre ayant une absorbance légèrement supérieure. Pulvérisez d'abord ces solutions dans l'ordre croissant puis dans l'ordre décroissant, en pulvérisant la solution d'essai au milieu et, dans chaque cas, mesurez l'absorbance par rapport à l'eau. Pulvérisez à nouveau le jeu complet de solutions d'étalonnage. Il convient de reconnaître que ces méthodes ne peuvent pas être acceptées pour les instruments à étalonnage automatique utilisant seulement deux solutions d'étalonnage. Dans ce cas, ces deux solutions « sandwich » ne sont pas utilisées pour l'étalonnage primaire, mais elles doivent être analysées en alternance avec la solution à tester.
Pulvériser les solutions d'étalonnage à plusieurs reprises pendant la mesure en série. Nettoyez le brûleur si les résultats montrent une réduction de la précision causée par l'encrassement du brûleur.
Obtenez la valeur d'absorbance de chaque solution d'étalonnage.
Obtenir la valeur d'absorbance de la solution d'essai et la valeur d'absorbance moyenne de la solution à blanc.
Convertir les absorbances de la solution d'essai et de la solution à blanc en microgrammes de nickel par millilitre à l'aide de la courbe d'étalonnage (7.4).
7.4 Construction d'une courbe d'étalonnage
Il est nécessaire de préparer une nouvelle courbe d'étalonnage pour chaque série de mesures, pour chaque zone de teneur en nickel attendue.
Avant de tracer, il est nécessaire de déterminer la concentration (valeur de concentration réelle ou apparente) de la solution zéro dans la série d'étalonnage. La concentration est obtenue en portant les valeurs d'absorbance des trois premières solutions d'étalonnage sur un graphique et en extrapolant la courbe à l'axe des abscisses. Cette valeur de concentration, exprimée en microgrammes de nickel par millilitre, est additionnée à la valeur de concentration de chaque solution d'étalonnage avant d'être reportée sur la courbe d'étalonnage.
Construire un graphique d'étalonnage de la dépendance des valeurs d'absorption des solutions d'étalonnage sur la teneur en nickel en microgrammes par millilitre.
Comparez l'absorbance de deux solutions d'étalonnage "sandwich" avec le graphique. Si ces deux valeurs d'étalonnage ne s'écartent pas du graphique de plus que les critères de tolérance, la lecture de la solution d'essai est également acceptable.
8 Traitement des résultats
8.1 Méthode de calcul
Le contenu de la fraction massique de Nickel , %, déterminé par la formule suivante
où est la concentration de nickel dans la solution d'essai, déterminée à partir de la courbe d'étalonnage, µg/mL ;
— concentration de nickel dans la solution de l'expérience témoin, μg/ml ;
est le facteur de dilution (7.3.1),
=1 - pour les échantillons dont la teneur en nickel attendue est de 0,1 % (en fraction massique) ou moins ;
=5 - pour les échantillons dont la teneur en nickel attendue est supérieure à 0,1 % ;
est le poids de l'échantillon.
8.2 Précision
Les tests de routine de cette méthode ont été effectués par 6 à 18 laboratoires pour six niveaux de nickel, chaque laboratoire effectuant 2 à 5 déterminations pour chaque niveau. Un autre test a été effectué par 13 à 19 laboratoires pour sept niveaux de nickel, chaque laboratoire effectuant deux dosages de nickel pour chaque niveau.
Les résultats obtenus ont été traités statistiquement conformément à la norme ISO 5725.
Les données obtenues ont montré une relation logarithmique entre la teneur en nickel, la répétabilité (convergence) et la reproductibilité des résultats d'analyse, comme indiqué dans le tableau 2. Les calculs ont été effectués sur 10 séries de résultats pour la teneur en nickel (par fraction massique) de 0,003% à 0,95 %, correspondant à la gamme de 0,002 % à 0,5 % de nickel déterminée par cette méthode.
Tableau 2
| Fraction massique de nickel | Répétabilité | Reproductibilité |
| 0,002 | 0,0007 | 0,0010 |
| 0,005 | 0,0011 | 0,0019 |
| 0,01 | 0,0017 | 0,0031 |
| 0,02 | 0,0026 | 0,0049 |
| 0,05 | 0,0045 | 0,0091 |
| 0,10 | 0,0066 | 0,0146 |
| 0,20 | 0,0102 | 0,0233 |
| 0,50 | 0,0176 | 0,0435 |
L'écart entre deux résultats de détermination uniques obtenus lors du test d'un matériau par le même exécutant utilisant le même équipement et le test dans un court laps de temps peut dépasser la valeur de répétabilité en moyenne, pas plus que dans un cas sur 20 avec l'exécution habituelle et correcte de la méthode.
L'écart entre deux résultats de détermination uniques et indépendants obtenus par deux exécutants dans des laboratoires différents pour un matériau d'essai identique peut dépasser la valeur de reproductibilité en moyenne, pas plus que dans un cas sur 20 avec l'exécution habituelle et correcte de la méthode.
9 Rapport d'essai
Le rapport d'essai doit contenir :
a) la méthode utilisée en référence à la présente Norme internationale ;
b) les résultats des tests ;
c) les caractéristiques relevées lors des essais ;
d) une description de toute opération non couverte par la présente Norme internationale ou de toute opération supplémentaire susceptible d'affecter les résultats d'essai.
Annexe OUI (référence). Informations sur la conformité des normes internationales de référence avec les normes nationales de référence de la Fédération de Russie
Annexe OUI
(référence)
| Désignation de la norme internationale de référence | Degré de conformité | Désignation et nom de la norme nationale correspondante |
| ISO 5725-1:1994 | IDT | GOST R ISO 5725-1-2002 « Exactitude (exactitude et précision) des méthodes de mesure et des résultats. Partie 1. Dispositions de base et définitions" |
| ISO 14284:1996 | IDT | GOST R ISO 14284−2010* Fonte et acier. Sélection et préparation des échantillons pour la détermination de la composition chimique» |
| ______________ * Probablement une erreur d'origine. Devrait lire : GOST R ISO 14284-2009. — Note du fabricant de la base de données. | ||
| Remarque - Ce tableau utilise le symbole suivant pour le degré de conformité des normes : — IDT — normes identiques. | ||
