ISO 5794-1:2022
(Main)Rubber compounding ingredients — Silica, precipitated, hydrated — Part 1: Non-rubber tests
Rubber compounding ingredients — Silica, precipitated, hydrated — Part 1: Non-rubber tests
This document specifies methods of test for characterizing precipitated hydrated silica for use as a rubber compounding ingredient. This document specifies the test formulation, mixing equipment, mixing procedure and methods of test for use in determining the physical properties of styrene-butadiene rubber compounded with precipitated hydrated silica.
Ingrédients de mélange du caoutchouc — Silices hydratées précipitées — Partie 1: Essais sur le produit brut
Le présent document spécifie des méthodes d'essai permettant de caractériser les silices hydratées précipitées destinées à être utilisées comme ingrédient de mélange du caoutchouc. Le présent document spécifie la formule d'essai, l'équipement de mélange, le mode opératoire de mélange et les méthodes d'essai pour la détermination des propriétés physiques des silices hydratées précipitées, dans un mélange caoutchouc styrène-butadiène.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5794-1
Fifth edition
2022-06
Rubber compounding ingredients —
Silica, precipitated, hydrated —
Part 1:
Non-rubber tests
Ingrédients de mélange du caoutchouc — Silices hydratées
précipitées —
Partie 1: Essais sur le produit brut
Reference number
© ISO 2022
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Sampling . 2
5 Methods of test .2
6 Test report . 3
Annex A (normative) Determination of total copper content . 4
Annex B (normative) Determination of total manganese content . 7
Annex C (normative) Determination of total iron content .10
Annex D (normative) Determination of specific surface area.13
Annex E (normative) Determination of the specific surface area by multipoint nitrogen
adsorption test (BET test) .19
Annex F (normative) Determination of granule size fractions of granulated precipitated
silica.20
Annex G (normative) Determination of CTAB surface area .22
Annex H (informative) Classification of silicas and typical physical and chemical properties .28
Bibliography .30
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO 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.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products,
Subcommittee SC 3, Raw materials (including latex) for use in the rubber industry.
This fifth edition cancels and replaces the fourth edition (ISO 5794-1:2010), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— update of the normative references;
1)
— addition of CAS Registry Numbers® for reagents and chemicals;
— addition of information on the manufacturer of instruments in Annex D, footnotes 1 and 2;
— withdrawal of D.6.2 on the use of a nomogram for the calculation of the specific surface area.
A list of all parts in the ISO 5794 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
1) CAS Registry Number® is a trademark of CAS corporation. This information is given for the convenience of
users of this document and does not constitute an endorsement by ISO of the product named.
iv
INTERNATIONAL STANDARD ISO 5794-1:2022(E)
Rubber compounding ingredients — Silica, precipitated,
hydrated —
Part 1:
Non-rubber tests
WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.
This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its
use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices.
1 Scope
This document specifies methods of test for characterizing precipitated hydrated silica for use as a
rubber compounding ingredient.
This document specifies the test formulation, mixing equipment, mixing procedure and methods of
test for use in determining the physical properties of styrene-butadiene rubber compounded with
precipitated hydrated silica.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 565, Test sieves — Metal wire cloth, perforated metal plate and electroformed sheet — Nominal sizes
of openings
ISO 787-2, General methods of test for pigments and extenders — Part 2: Determination of matter volatile
at 105 °C
ISO 787-8, General methods of test for pigments and extenders — Part 8: Determination of matter soluble
in water — Cold extraction method
ISO 787-9, General methods of test for pigments and extenders — Part 9: Determination of pH value of an
aqueous suspension
ISO 787-10, General methods of test for pigments and extenders — Part 10: Determination of density —
Pyknometer method
ISO 787-18, General methods of test for pigments and extenders — Part 18: Determination of residue on
sieve — Mechanical flushing procedure
ISO 1124, Rubber compounding ingredients — Carbon black shipment sampling procedures
ISO 3262-1:2020, Extenders — Specifications and methods of test — Part 1: Introduction and general test
methods
ISO 3262-19:2021, Extenders — Specifications and methods of test — Part 19: Precipitated silica
ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 15528, Paints, varnishes and raw materials for paints and varnishes — Sampling
ISO 18852, Rubber compounding ingredients — Determination of multipoint nitrogen surface area (NSA)
and statistical thickness surface area (STSA)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
precipitated hydrated silica
material composed of amorphous particles obtained from soluble silicates by precipitation from
aqueous solution
Note 1 to entry: A classification of silicas and typical physical and chemical properties can be found in Annex H.
4 Sampling
Sampling shall be carried out in accordance with ISO 15528.
5 Methods of test
The properties of precipitated hydrated silica shall be determined by the methods of test referred to in
Table 1.
Table 1 — Methods of test
Property Method of test
Silica content of ignited sample, % (mass fraction) ISO 3262-19:2021, Clause 6
Colour ISO 3262-1:2020, 5.1
Residue on sieve (nominal aperture size 45 µm)
for silica in powder form ISO 3262-19:2021, Clause 8
for silica in other forms ISO 787-18
Volatile matter at 105 °C (loss on heating) ISO 787-2
(Use a test portion of 2 g weighed to the nearest 0,1 mg.)
Density, Mg/m ISO 787-10
Loss on ignition at 1 000 °C of dried sample ISO 3262-1:2020, 5.2
pH of slurry ISO 787-9
Water-soluble matter ISO 787-8
Total copper content, mg/kg Annex A
Total manganese content, mg/kg Annex B
Total iron content, mg/kg Annex C
Specific surface area, m /g Annexes D and E
Granule size distribution, % Annex F
CTAB surface area, m /g Annex G
6 Test report
The test report shall include the following information:
a) a reference to this document, i.e. ISO 5794-1;
b) all details necessary for complete identification of the material tested;
c) the results of the tests:
1) silica content;
2) colour;
3) residue on sieve (and the test method used);
4) volatile matter at 105 °C;
5) density;
6) loss on ignition at 1 000 °C;
7) pH of slurry;
8) water-soluble matter;
9) total copper content;
10) total manganese content;
11) total iron content;
12) specific surface area by nitrogen adsorption (and the test method used);
13) granule size distribution (fraction retained on the 75 µm and 300 µm screens, and the fines
content);
14) specific surface area by CTAB adsorption;
d) any unusual observations noted during the test;
e) any deviations from the test method and the reason for them;
f) any tests performed not covered by this document;
g) the date of the test.
Annex A
(normative)
Determination of total copper content
A.1 Principle
A test portion is digested with hydrofluoric acid and sulfuric acid and the silicon is volatilized as silicon
tetrafluoride.
Any metals in the digested test portion are dissolved in hydrochloric acid, then the solution is diluted
and aspirated into the flame of an atomic absorption spectrometer set at a wavelength of 324,7 nm.
The method is applicable to the determination of copper contents up to 125 mg/kg, and there is
provision for extending the range to 1 250 mg/kg.
WARNING — All applicable health and safety precautions should be taken when performing this
method of analysis.
A.2 Reagents and materials
All reagents shall be of recognized analytical grade. The water used shall be grade 3 water as defined in
ISO 3696:1987.
A.2.1 Acetylene (CAS: 74-86-2), compressed-gas supply.
A.2.2 Air, compressed-gas supply.
A.2.3 Hydrochloric acid (CAS: 7647-01-0), 10 % (mass fraction) solution.
3 3 3
Dilute 20 cm of 35 % (mass fraction) hydrochloric acid solution (ρ = 1,18 Mg/m ) with 50 cm of
water.
A.2.4 Hydrofluoric acid (CAS: 7664-39-3), 40 % (mass fraction) solution (ρ = 1,13 Mg/m ).
A.2.5 Sulfuric acid (CAS: 7664-93-9), 98 % (mass fraction) solution (ρ = 1,84 Mg/m ).
A.2.6 Nitric acid (CAS: 7697-37-2), 68 % (mass fraction) solution (ρ = 1,42 Mg/m ).
A.2.7 Copper (CAS: 7440-50-8), standard solution corresponding to 1 g of copper/dm .
3 3
Dissolve 1,000 g ± 0,001 g of high-purity copper turnings in a mixture of 10 cm of water and 5 cm of
nitric acid (A.2.6) in a 100 cm beaker. Boil under a fume hood to expel oxides of nitrogen. Cool, transfer
3 3
to a 1 dm volumetric flask, make up to the mark with water and mix. 1 cm of this standard solution
contains 1 000 µg of copper.
A.2.8 Copper, standard solution corresponding to 50 mg of copper/dm .
3 3 3
Pipette 50,0 cm of the 1 g/dm standard copper solution (A.2.7) into a 1 dm volumetric flask, add
3 3
5 cm of nitric acid (A.2.6), make up to the mark with water and mix. 1 cm of this standard solution
contains 50 µg of copper.
A.2.9 Copper, standard solution corresponding to 10 mg of copper/dm .
3 3 3
Pipette 50,0 cm of the 50 mg/dm standard copper solution (A.2.8) into a 250 cm volumetric flask,
3 3
add 1 cm of nitric acid (A.2.6), make up to the mark with water and mix. 1 cm of this standard solution
contains 10 µg of copper.
NOTE Commercially available standard copper solutions can be used, if preferred, instead of the solutions
described in A.2.7, A.2.8 and A.2.9.
A.3 Apparatus
Usual laboratory equipment and the following shall be used.
A.3.1 Platinum dish, of capacity approximately 35 cm .
A.3.2 Atomic absorption spectrometer, fitted with an air/acetylene burner.
A.3.3 Analytical balance, capable of weighing to 0,1 mg.
A.4 Procedure
A.4.1 Test portion
Weigh, to the nearest 0,1 mg, approximately 2 g of sample into the platinum dish (A.3.1).
A.4.2 Blank test
Carry out a blank test simultaneously with the determination, using the same reagents and same
procedures, but omitting the test portion.
A.4.3 Preparation of the calibration graph
A.4.3.1 Preparation of standard calibration solutions
3 3
Into a series of six 50 cm volumetric flasks, transfer the volumes of 10 mg/dm standard copper
solution (A.2.9) indicated in Table A.1, dilute to the mark with water and mix.
Table A.1 — Standard calibration solutions for determination of copper
Volume of standard copper solution (A.2.9) Corresponding copper content
3 3
cm µg/cm
0,5 0,1
2,5 0,5
5,0 1,0
10,0 2,0
15,0 3,0
25,0 5,0
A.4.3.2 Spectrometric measurements
Aspirate in turn each of the standard calibration solutions prepared in A.4.3.1 into the flame of the
atomic absorption spectrometer (A.3.2) and record their absorbances at a wavelength of 324,7 nm,
following the instructions of the instrument manufacturer.
Aspirate water into the flame after each measurement.
A.4.3.3 Plotting the graph
Plot a graph having, for example, the copper contents, in micrograms per cubic centimetre, as the
abscissae and the corresponding values of absorbance as the ordinates.
A.4.4 Determination
A.4.4.1 Preparation of the test solution
3 3
Add 10 cm of hydrofluoric acid solution (A.2.4) and 0,5 cm of sulfuric acid solution (A.2.5) to the test
portion prepared in A.4.1, in the platinum dish (A.3.1).
Place the dish and contents on a heated sand tray and evaporate under a fume hood until the evolution
of dense white fumes ceases.
3 3
Dissolve any residue in 5 cm of hydrochloric acid solution (A.2.3) and transfer to a 10 cm volumetric
flask, rinsing the dish with two 1 cm portions of water and adding the rinsings to the flask. Make up to
the mark with water, and transfer the solution to a dry polyethylene bottle.
A.4.4.2 Spectrometric measurements
Aspirate the test solution prepared in A.4.4.1 and the blank test solution (see A.4.2) into the flame of the
atomic absorption spectrometer and measure their absorbances at 324,7 nm, following the instructions
of the instrument manufacturer. Repeat this procedure and record the mean values of the absorbance
of the test solution and the blank test solution.
Aspirate water into the flame after each measurement.
If the absorbance of the test solution is greater than that of the standard calibration solution having the
3 3
highest copper content, dilute 5 cm of the test solution to 50 cm with water, repeat the measurements
and take the dilution into account in the expression of results.
A.5 Expression of results
By reference to the calibration graph, determine the copper contents corresponding to the absorbances
of the test solution and the blank test solution.
Calculate the total copper content of the sample, w(Cu), expressed in milligrams per kilogram, from
Formula (A.1).
w(Cu) = 10(ρ − ρ )/m (A.1)
1 2
where
ρ is the copper content, in micrograms per cubic centimetre, of the test solution;
ρ is the copper content, in micrograms per cubic centimetre, of the blank test solution;
m is the mass, in grams, of the test portion.
If the test solution was diluted as described in A.4.4.2, multiply the right-hand side of the equation by
10.
Express the result to the nearest 0,1 mg/kg.
Annex B
(normative)
Determination of total manganese content
B.1 Principle
The principle is the same as for the determination of total copper content (see Annex A), except that
the absorbance of the test solution is measured at 279,5 nm and is compared with the absorbance of
manganese standard calibration solutions. The method is applicable to the determination of manganese
contents up to 125 mg/kg, and there is provision for extending the range to 1 250 mg/kg.
WARNING — All applicable health and safety precautions should be taken when performing this
method of analysis.
B.2 Reagents and materials
All reagents shall be of recognized analytical grade. The water used shall be grade 3 water as defined in
ISO 3696:1987.
B.2.1 Acetylene, as specified in A.2.1.
B.2.2 Air, as specified in A.2.2.
B.2.3 Hydrochloric acid solution, as specified in A.2.3.
B.2.4 Hydrofluoric acid solution, as specified in A.2.4.
B.2.5 Sulfuric acid solution, as specified in A.2.5.
B.2.6 Nitric acid solution, as specified in A.2.6.
B.2.7 Manganese (CAS: 7439-96-5), standard solution corresponding to 1 g of manganese/dm .
Dissolve 1,000 g ± 0,001 g of high-purity, oxide-free manganese in a mixture of 50 cm of water and
3 3
5 cm of nitric acid (B.2.6) in a 400 cm beaker. Boil under a fume hood to expel oxides of nitrogen. Cool,
transfer to a 1 dm volumetric flask, make up to the mark with water and mix.
1 cm of this standard solution contains 1 000 µg of manganese.
B.2.8 Manganese, standard solution corresponding to 50 mg of manganese/dm .
3 3 3
Pipette 50,0 cm of the 1 g/dm standard manganese solution (B.2.7) into a 1 dm volumetric flask, add
5 cm of nitric acid (B.2.6), dilute to the mark with water and mix.
1 cm of this standard solution contains 50 µg of manganese.
B.2.9 Manganese, standard solution corresponding to 10 mg of manganese/dm .
3 3 3
Pipette 50,0 cm of the 50 mg/dm standard manganese solution (B.2.8) into a 250 cm volumetric
flask, add 1 cm of nitric acid (B.2.6), make up to the mark with water and mix.
1 cm of this standard solution contains 10 µg of manganese.
NOTE Commercially available standard manganese solutions can be used, if preferred, instead of the
solutions described in B.2.7, B.2.8 and B.2.9.
B.3 Apparatus
As specified in A.3.
B.4 Procedure
B.4.1 Test portion
See A.4.1.
B.4.2 Blank test
See A.4.2.
B.4.3 Preparation of the calibration graph
B.4.3.1 Preparation of standard calibration solutions
3 3
Into a series of six 50 cm volumetric flasks, transfer the volumes of 10 mg/dm standard manganese
solution (B.2.9) indicated in Table B.1, dilute to the mark with water and mix.
Table B.1 — Standard calibration solutions for determination of manganese
Volume of standard manganese solution (B.2.9) Corresponding manganese content
3 3
cm µg/cm
0,5 0,1
2,5 0,5
5,0 1,0
10,0 2,0
15,0 3,0
25,0 5,0
B.4.3.2 Spectrometric measurements
Aspirate in turn each of the standard calibration solutions prepared in B.4.3.1 into the flame of the
atomic absorption spectrometer and record their absorbances at a wavelength of 279,5 nm, following
the instructions of the instrument manufacturer.
Aspirate water into the flame after each measurement.
B.4.3.3 Plotting the graph
Plot a graph having, for example, the manganese contents, in micrograms per cubic centimetre, as the
abscissae and the corresponding values of absorbance as the ordinates.
B.4.4 Determination
B.4.4.1 Preparation of the test solution
See A.4.4.1.
B.4.4.2 Spectrometric measurements
Aspirate the test solution prepared in B.4.4.1 and the blank test solution (see B.4.2) into the flame of the
atomic absorption spectrometer and measure their absorbances at 279,5 nm, following the instructions
of the instrument manufacturer. Repeat this procedure and record the mean values of the absorbance
of the test solution and the blank test solution.
Aspirate water into the flame after each measurement.
If the absorbance of the test solution is greater than that of the standard calibration solution having
3 3
the highest manganese content, dilute 5 cm of the test solution to 50 cm with water, repeat the
measurements and take the dilution into account in the expression of results.
B.5 Expression of results
By reference to the calibration graph, determine the manganese contents corresponding to the
absorbances of the test solution and the blank test solution.
Calculate the total manganese content of the sample, w(Mn), expressed in milligrams per kilogram,
from Formula (B.1).
w(Mn) = 10(ρ − ρ )/m (B.1)
3 4
where
ρ is the manganese content, in micrograms per cubic centimetre, of the test solution;
ρ is the manganese content, in micrograms per cubic centimetre, of the blank test solution;
m is the mass, in grams, of the test portion.
If the test solution was diluted as described in B.4.4.2, multiply the right-hand side of the equation by
10.
Express the result to the nearest 0,1 mg/kg.
Annex C
(normative)
Determination of total iron content
C.1 Principle
The principle is the same as for the determination of total copper content (see Annex A), except that
the absorbance of the test solution is measured at a wavelength of 248,3 nm and is compared with the
absorbances of iron standard calibration solutions.
The method is applicable to the determination of iron contents up to 125 mg/kg, and there is provision
for extending the range to 2 500 mg/kg.
WARNING — All applicable health and safety precautions should be taken when performing this
method of analysis.
C.2 Reagents and materials
All reagents shall be of recognized analytical grade. The water used shall be grade 3 water as defined in
ISO 3696:1987.
C.2.1 Acetylene, as specified in A.2.1.
C.2.2 Air, as specified in A.2.2.
C.2.3 Hydrochloric acid solution, as specified in A.2.3.
C.2.4 Hydrofluoric acid solution, as specified in A.2.4.
C.2.5 Sulfuric acid solution, as specified in A.2.5.
C.2.6 Iron (CAS: 7439-89-6), standard solution corresponding to 1 g of iron/dm .
3 3
Dissolve 1,000 g ± 0,001 g of high-purity iron in a mixture of 10 cm of water and 5 cm of hydrochloric
acid (C.2.3) in a 100 cm beaker. Boil under a fume hood until dissolution is complete. Cool, transfer to a
1 dm volumetric flask, make up to the mark with water and mix.
1 cm of this standard solution contains 1 000 µg of iron.
C.2.7 Iron, standard solution corresponding to 50 mg of iron/dm .
3 3 3 3
Pipette 50,0 cm of the 1 g/dm standard iron solution (C.2.6) into a 1 dm volumetric flask, add 5 cm
of hydrochloric acid (C.2.3), dilute to the mark with water and mix.
1 cm of this standard solution contains 50 µg of iron.
C.2.8 Iron, standard solution corresponding to 10 mg of iron/dm .
3 3 3
Pipette 50,0 cm of the 50 mg/dm standard iron solution (C.2.7) into a 250 cm volumetric flask, add
1 cm of hydrochloric acid (C.2.3), make up to the mark with water and mix.
1 cm of this standard solution contains 10 µg of iron.
NOTE Commercially available standard iron solutions can be used, if preferred, instead of the solutions
described in C.2.6, C.2.7 and C.2.8.
C.3 Apparatus
As specified in A.3.
C.4 Procedure
C.4.1 Test portion
See A.4.1.
C.4.2 Blank test
See A.4.2.
C.4.3 Preparation of the calibration graph
C.4.3.1 Preparation of standard calibration solutions
3 3
Into a series of six 50 cm volumetric flasks, transfer the volumes of 10 mg/dm standard iron solution
(C.2.8) indicated in Table C.1, dilute to the mark with water and mix.
Table C.1 — Standard calibration solutions for determination of iron
Volume of standard iron solution (C.2.8) Corresponding iron content
3 3
cm µg/cm
0,5 0,1
2,5 0,5
5,0 1,0
10,0 2,0
15,0 3,0
25,0 5,0
C.4.3.2 Spectrometric measurements
Aspirate each of the standard calibration solutions prepared in C.4.3.1 into the flame of the atomic
absorption spectrometer and record their absorbances at a wavelength of 248,3 nm, following the
instructions of the instrument manufacturer.
Aspirate water into the flame after each measurement.
C.4.3.3 Plotting the graph
Plot a graph having, for example, the iron contents, in micrograms per cubic centimetre, as the abscissae
and the corresponding values of absorbance as the ordinates.
C.4.4 Determination
C.4.4.1 Preparation of the test solution
See A.4.4.1.
C.4.4.2 Spectrometric measurements
Aspirate the test solution prepared in C.4.4.1 and the blank test solution (see C.4.2) into the flame of the
atomic absorption spectrometer and measure their absorbances at 248,3 nm, following the instructions
of the instrument manufacturer. Repeat this procedure and record the mean values of the absorbance
of the test solution and the blank test solution.
Aspirate water into the flame after each measurement.
If the absorbance of the test solution is greater than that of the standard calibration solution having the
3 3
highest iron content, dilute 5 cm of the test solution to 100 cm with water, repeat the measurements
and take the dilution into account in the expression of results.
C.5 Expression of results
By reference to the calibration graph, determine the iron contents corresponding to the absorbances of
the test solution and the blank test solution.
Calculate the total iron content of the sample, w(Fe), expressed in milligrams per kilogram, from
Formula (C.1).
w(Fe) = 10(ρ − ρ )/m (C.1)
5 6
where
ρ is the iron content, in micrograms per cubic centimetre, of the test solution;
ρ is the iron content, in micrograms per cubic centimetre, of the blank test solution;
m is the mass, in grams, of the test portion.
If the test solution was diluted as described in C.4.4.2, multiply the right-hand side of the equation by
20.
Express the result to the nearest 0,1 mg/kg.
Annex D
(normative)
Determination of specific surface area
D.1 Principle
Two flasks of equal volume – one containing the test portion, the other empty – are filled with nitrogen
under atmospheric pressure at room temperature. Both flasks are then cooled by immersion in liquid
nitrogen.
At this temperature, the test portion adsorbs nitrogen, whereby a pressure difference is created
between the flask containing the test portion and the reference flask. The pressure difference is
measured by means of a differential pressure gauge. The specific surface area is calculated from the
measured pressure difference, the nitrogen-gas feed pressure and the mass of the test portion. The
method is similar to that described in ISO 4652:2020, Clause 5 (Method B).
WARNING — All applicable health and safety precautions should be taken when performing this
method of analysis.
D.2 Materials
D.2.1 Nitrogen gas (CAS: 7727-37-9), in a cylinder, or other source of pre-purified nitrogen, of
recognized analytical quality.
D.2.2 Liquid nitrogen.
D.3 Apparatus
2)
D.3.1 Adsorption apparatus (see Figure D.1), comprising a reference flask (G) and a sample flask
(H) mounted with gastight connections. These connections are provided with one valve each (A and B)
by means of which the flasks can be connected to the atmosphere. The gas to be adsorbed is fed into
each flask through the connection pieces.
The flasks are made of glass which is resistant to sudden changes of temperature and have a volume
of approximately 100 cm . The volume difference between the two flasks shall not exceed 0,1 %. The
flask necks are made of calibrated precision glass tubing with an inside diameter of 5 mm ± 0,02 mm.
This ensures that several flasks can be used as sample or reference flasks without having to adjust the
compensation volume for each different combination.
A U-tube is mounted between the two flasks, and the arms of the pressure gauge are connected by
capillary tubes to the two adsorption flasks. By means of valve D, the two adsorption vessels can be
either separated from one another or connected to one another via their capillary tubes. Using valve
E, the two liquid arms of the differential pressure ga
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5794-1
Cinquième édition
2022-06
Ingrédients de mélange du
caoutchouc — Silices hydratées
précipitées —
Partie 1:
Essais sur le produit brut
Rubber compounding ingredients — Silica, precipitated, hydrated —
Part 1: Non-rubber tests
Numéro de référence
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Échantillonnage .2
5 Méthodes d’essais. 2
6 Rapport d'essai . 3
Annexe A (normative) Détermination de la teneur totale en cuivre . 4
Annexe B (normative) Détermination de la teneur totale en manganèse .8
Annexe C (normative) Détermination de la teneur totale en fer .11
Annexe D (normative) Détermination de la surface spécifique .14
Annexe E (normative) Détermination de la surface spécifique par un essai d'adsorption
multiple de l'azote (essai BET) .20
Annexe F (normative) Détermination des fractions granulométriques des silices précipitées .22
Annexe G (normative) Détermination de la surface du CTAB .24
Annexe H (informative) Classification des silices et propriétés physiques et chimiques types .30
Bibliographie .32
iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'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 liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base
d'élastomères, sous-comité SC 3, Matières premières (y compris le latex) à l'usage de l'industrie des
élastomères.
Cette cinquième édition annule et remplace la quatrième édition (ISO 5794-1:2010), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— mise à jour des références normatives;
1)
— ajout des CAS Registry Numbers® pour les réactifs et les produits chimiques;
— ajout d’informations sur le fabricant d’instruments à l’Annexe D, notes de bas de page 1 et 2;
— suppression du D.6.2 relatif à l'utilisation d'un nomogramme pour le calcul de la surface spécifique.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 5794 est disponible sur le site web de l'ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
1) CAS Registry Number® est une marque de la société CAS. Cette information est donnée par souci de commodité
à l'intention des utilisateurs du présent document et ne saurait constituer un engagement de l’ISO pour ce produit.
iv
NORME INTERNATIONALE ISO 5794-1:2022(F)
Ingrédients de mélange du caoutchouc — Silices hydratées
précipitées —
Partie 1:
Essais sur le produit brut
AVERTISSEMENT — Il convient que l'utilisateur du présent document soit familier avec les
pratiques courantes de laboratoire. Le présent document n'a pas pour but de traiter tous les
problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur
d'établir des pratiques appropriées en matière d'hygiène et de sécurité.
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie des méthodes d'essai permettant de caractériser les silices hydratées
précipitées destinées à être utilisées comme ingrédient de mélange du caoutchouc.
Le présent document spécifie la formule d'essai, l'équipement de mélange, le mode opératoire de
mélange et les méthodes d'essai pour la détermination des propriétés physiques des silices hydratées
précipitées, dans un mélange caoutchouc styrène-butadiène.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 565, Tamis de contrôle — Tissus métalliques, tôles métalliques perforées et feuilles électroformées —
Dimensions nominales des ouvertures
ISO 787-2, Méthodes générales d'essai des pigments et matières de charge — Partie 2: Détermination de la
teneur en matière volatile à 105 °C
ISO 787-8, Méthodes générales d'essai des pigments et matières de charge — Partie 8: Détermination des
matières solubles dans l'eau — Méthode par extraction à froid
ISO 787-9, Méthodes générales d'essai des pigments et matières de charge — Partie 9: Détermination du pH
d'une suspension aqueuse
ISO 787-10, Méthodes générales d'essai des pigments et matières de charge — Partie 10: Détermination de
la masse volumique — Méthode utilisant un pycnomètre
ISO 787-18, Méthodes générales d'essai des pigments et matières de charge — Partie 18: Détermination du
refus sur tamis — Méthode mécanique avec liquide d'entraînement
ISO 1124, Ingrédients de mélange du caoutchouc — Procédures d'échantillonnage sur des livraisons de noir
de carbone
ISO 3262-1:2020, Matières de charge — Spécifications et méthodes d'essai — Partie 1: Introduction et
méthodes d'essai générales
ISO 3262-19:2021, Matières de charge — Spécifications et méthodes d'essai — Partie 19: Silice précipitée
ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
ISO 15528, Peintures, vernis et matières premières pour peintures et vernis — Échantillonnage
ISO 18852, Ingrédients de mélange du caoutchouc — Détermination de la surface par adsorption d'azote
(NSA) et de la surface par épaisseur statistique (STSA) par méthode multipoints
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
silice hydratée précipitée
matériau composé de particules amorphes obtenues à partir de silicates solubles par précipitation en
solution aqueuse
Note 1 à l'article: Une classification des silices et des propriétés physiques et chimiques types se trouve à
l’Annexe H.
4 Échantillonnage
L'échantillonnage doit être réalisé conformément à l'ISO 15528.
5 Méthodes d’essais
Les propriétés des silices hydratées précipitées doivent être déterminées suivant les méthodes d'essai
indiquées dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Méthodes d'essai
Propriété Méthode d'essai
Teneur en silice de l'échantillon calciné, ISO 3262-19:2021, Article 6
% (fraction massique)
Couleur ISO 3262-1:2020, 5.1
Refus sur tamis (dimension nominale d'ouverture
de 45 µm)
pour la silice sous forme de poudre ISO 3262-19:2021, Article 8
pour la silice sous d'autres formes ISO 787-18
Matières volatiles à 105 °C (perte par chauffage) ISO 787-2
(Utiliser une prise d'essai de 2 g pesée à 0,1 mg près.)
Masse volumique, Mg/m ISO 787-10
Perte par calcination à 1 000 °C de l'échantillon ISO 3262-1:2020, 5.2
séché
pH de la suspension ISO 787-9
Matières solubles dans l'eau ISO 787-8
Teneur totale en cuivre, mg/kg Voir Annexe A
Teneur totale en manganèse, mg/kg Voir Annexe B
Teneur totale en fer, mg/kg Voir Annexe C
Surface spécifique, m /g Voir Annexes D et E
Tableau 1 (suite)
Propriété Méthode d'essai
Distribution granulométrique, % Voir Annexe F
Surface du CTAB, m /g Voir Annexe G
6 Rapport d'essai
Le rapport d'essai doit comprendre les informations suivantes:
a) une référence au présent document, c’est-à-dire ISO 5794-1;
b) tous les détails nécessaires à l'identification complète du matériau soumis à essai;
c) les résultats des essais:
1) teneur en silice;
2) couleur;
3) refus sur tamis (et méthode d'essai utilisée);
4) matières volatiles à 105 °C;
5) masse volumique;
6) perte par calcination à 1 000 °C;
7) pH de la suspension;
8) matières solubles dans l'eau;
9) teneur totale en cuivre;
10) teneur totale en manganèse;
11) teneur totale en fer;
12) surface spécifique par adsorption d'azote (et méthode d'essai utilisée);
13) distribution granulométrique (fraction retenue sur les tamis de 75 µm et de 300 µm, et teneur
en fines);
14) surface spécifique déterminée par adsorption de CTAB;
d) toute observation inhabituelle notée au cours de l'essai;
e) tout écart par rapport à la méthode d'essai et le motif de cet écart;
f) les essais qui ont été réalisés mais qui ne sont pas inclus dans le présent document;
g) la date de l'essai.
Annexe A
(normative)
Détermination de la teneur totale en cuivre
A.1 Principe
Une prise d'essai est digérée avec de l'acide fluorhydrique et de l'acide sulfurique, puis le silicium est
volatilisé sous forme de tétrafluorure de silicium.
Les métaux présents dans la prise d'essai digérée sont mis en solution dans de l'acide chlorhydrique,
puis la solution est diluée et aspirée dans la flamme d'un spectromètre à absorption atomique réglé sur
une longueur d'onde de 324,7 nm.
Cette méthode s'applique à la détermination de teneurs en cuivre allant jusqu'à 125 mg/kg, et il est
prévu d'étendre la gamme jusqu'à 1 250 mg/kg.
AVERTISSEMENT — Il convient que toutes les précautions applicables en matière d'hygiène et de
sécurité soient prises lors de la mise en œuvre de la présente méthode d'analyse.
A.2 Réactifs et matériaux
Tous les réactifs doivent être de qualité analytique reconnue. L'eau utilisée doit être de l'eau de qualité 3,
telle que définie dans l'ISO 3696:1987.
A.2.1 Acétylène (CAS: 74-86-2), sous forme de gaz sous pression.
A.2.2 Air, sous forme de gaz sous pression.
A.2.3 Acide chlorhydrique (CAS: 7647-01-0), solution à 10 % (fraction massique).
3 3
Diluer 20 cm de la solution d'acide chlorhydrique à 35 % (fraction massique) (ρ = 1,18 Mg/m ) avec
50 cm d'eau.
A.2.4 Acide fluorhydrique (CAS: 7664-39-3), solution à 40 % (fraction massique) (ρ = 1,13 Mg/m ).
A.2.5 Acide sulfurique (CAS: 7664-93-9), solution à 98 % (fraction massique) (ρ = 1,84 Mg/m ).
A.2.6 Acide nitrique (CAS: 7697-37-2), solution à 68 % (fraction massique) (ρ = 1,42 Mg/m ).
A.2.7 Cuivre (CAS: 7440-50-8), solution étalon correspondant à 1 g de Cu par décimètre cube.
Dissoudre 1,000 g ± 0,001 g de copeaux de tournage de cuivre de haute pureté dans un mélange formé
3 3 3
de 10 cm d'eau et de 5 cm d'acide nitrique (A.2.6), contenu dans un bécher de 100 cm . Faire bouillir
sous hotte aspirante pour éliminer les oxydes d'azote. Refroidir, transvaser dans une fiole jaugée de
3 3
1 dm , compléter au volume avec de l'eau et homogénéiser. 1 cm de cette solution étalon contient
1 000 µg de cuivre.
A.2.8 Cuivre, solution étalon correspondant à 50 mg de cuivre/dm .
3 3
À l'aide d'une pipette, prélever 50,0 cm de la solution étalon de cuivre à 1 g/dm (A.2.7) et transférer
3 3
dans une fiole jaugée de 1 dm , ajouter 5 cm d'acide nitrique (A.2.6), compléter au volume avec de l'eau
et homogénéiser. 1 cm de cette solution étalon contient 50 µg de cuivre.
A.2.9 Cuivre, solution étalon correspondant à 10 mg de cuivre/dm .
3 3
À l'aide d'une pipette, prélever 50,0 cm de la solution étalon de cuivre à 50 mg/dm (A.2.8) et transférer
3 3
dans une fiole jaugée de 250 cm , ajouter 1 cm d'acide nitrique (A.2.6), compléter au volume avec de
l'eau et homogénéiser. 1 cm de cette solution étalon contient 10 µg de cuivre.
NOTE Si l'on préfère, il est possible d'utiliser des solutions étalons de cuivre distribuées dans le commerce
au lieu d'effectuer les préparations décrites en A.2.7, A.2.8 et A.2.9.
A.3 Appareillage
Le matériel courant de laboratoire et ce qui suit doit être utilisé.
A.3.1 Coupelle en platine, d'environ 35 cm de capacité.
A.3.2 Spectromètre d'absorption atomique, équipé d'un brûleur air/acétylène.
A.3.3 Balance analytique, ayant une exactitude de 0,1 mg.
A.4 Mode opératoire
A.4.1 Prise d'essai
Peser, à 0,1 mg près, environ 2 g d'échantillon dans la coupelle en platine (A.3.1).
A.4.2 Essai à blanc
Parallèlement à la détermination et en suivant le même mode opératoire, effectuer un essai à blanc en
employant les mêmes réactifs, mais en omettant la prise d'essai.
A.4.3 Établissement de la courbe d'étalonnage
A.4.3.1 Préparation des solutions d'étalonnage
Dans une série de six fioles jaugées de 50 cm , introduire les volumes de la solution étalon de cuivre
correspondant à 10 mg/dm (A.2.9) indiqués dans le Tableau A.1, compléter au volume avec de l'eau et
homogénéiser.
Tableau A.1 — Solutions d'étalonnage pour la détermination du cuivre
Volume de la solution étalon de cuivre (A.2.9) Teneur en cuivre correspondante
3 3
cm µg/cm
0,5 0,1
2,5 0,5
5,0 1,0
10,0 2,0
15,0 3,0
25,0 5,0
A.4.3.2 Mesurages spectrométriques
Aspirer successivement les solutions d'étalonnage préparées en A.4.3.1 dans la flamme du spectromètre
d'absorption atomique (A.3.2) et enregistrer leurs absorbances à une longueur d'onde de 324,7 nm, en
suivant les instructions données par le fabricant de l'appareil.
Aspirer l'eau dans la flamme après chaque mesurage.
A.4.3.3 Tracé de la courbe
Tracer un graphique en portant, par exemple, les teneurs en cuivre, en microgrammes par centimètre
cube, en abscisse et les valeurs d'absorbance correspondantes en ordonnée.
A.4.4 Détermination
A.4.4.1 Préparation de la solution d'essai
3 3
Ajouter 10 cm de la solution d'acide fluorhydrique (A.2.4) et 0,5 cm de la solution d'acide sulfurique
(A.2.5) à la prise d'essai préparée en A.4.1 dans la coupelle en platine (A.3.1).
Placer la coupelle avec son contenu sur un bain de sable chauffé et faire évaporer sous hotte aspirante
jusqu'à disparition du dégagement abondant de fumées blanches.
Dissoudre tout résidu dans 5 cm de la solution d'acide chlorhydrique (A.2.3) et transvaser dans une
3 3
fiole jaugée de 10 cm , en rinçant la coupelle avec deux fois 1 cm d'eau et en ajoutant l'eau de rinçage au
contenu de la fiole. Compléter au volume avec de l'eau, puis transvaser la solution dans un flacon sec en
polyéthylène.
A.4.4.2 Mesurages spectrométriques
Aspirer la solution d'essai préparée en A.4.4.1 et la solution d'essai à blanc (voir A.4.2) dans la flamme
du spectromètre d'absorption atomique et mesurer leurs absorbances à 324,7 nm, en suivant les
instructions du fabricant de l'appareil. Répéter ces opérations et enregistrer les valeurs moyennes
d'absorbance de la solution d'essai et de la solution d'essai à blanc.
Aspirer l'eau dans la flamme après chaque mesurage.
Si l'absorbance de la solution d'essai est supérieure à celle de la solution d'étalonnage ayant la plus forte
3 3
teneur en cuivre, diluer 5 cm de la solution d'essai jusqu'à 50 cm avec de l'eau, répéter les mesurages
et tenir compte de la dilution pour l'expression des résultats.
A.5 Expression des résultats
En se référant à la courbe d'étalonnage, déterminer les teneurs en cuivre correspondant aux absorbances
de la solution d'essai et de la solution d'essai à blanc.
Calculer la teneur totale en cuivre de l'échantillon, w(Cu), exprimée en milligrammes par kilogramme, à
l'aide de la Formule (A.1).
w(Cu) = 10(ρ − ρ )/m (A.1)
1 2
où
ρ est la teneur en cuivre, en microgrammes par centimètre cube, de la solution d'essai;
ρ est la teneur en cuivre, en microgrammes par centimètre cube, de la solution d'essai à blanc;
m est la masse, en grammes, de la prise d'essai.
Si la solution d'essai a été diluée comme décrit en A.4.4.2, multiplier le second membre de l'équation par
10.
Exprimer le résultat à 0,1 mg/kg près.
Annexe B
(normative)
Détermination de la teneur totale en manganèse
B.1 Principe
Le principe est le même que pour la détermination de la teneur totale en cuivre (voir Annexe A), à
l'exception près que l'absorbance de la solution d'essai est mesurée à 279,5 nm et qu'elle est comparée
aux valeurs d'absorbance de solutions de manganèse pour étalonnage. Cette méthode est applicable à
la détermination de teneurs en manganèse allant jusqu'à 125 mg/kg, et il est prévu d'étendre la gamme
jusqu'à 1 250 mg/kg.
AVERTISSEMENT — Il convient que toutes les précautions applicables en matière d'hygiène et de
sécurité soient prises lors de la mise en œuvre de la présente méthode d'analyse.
B.2 Réactifs et matériaux
Tous les réactifs doivent être de qualité analytique reconnue. L'eau utilisée doit être de l'eau de qualité 3,
telle que définie dans l'ISO 3696:1987.
B.2.1 Acétylène, comme spécifié en A.2.1.
B.2.2 Air, comme spécifié en A.2.2.
B.2.3 Solution d'acide chlorhydrique, comme spécifié en A.2.3.
B.2.4 Solution d'acide fluorhydrique, comme spécifié en A.2.4.
B.2.5 Solution d'acide sulfurique, comme spécifié en A.2.5.
B.2.6 Solution d'acide nitrique, comme spécifié en A.2.6.
B.2.7 Manganèse (CAS: 7439-96-5), solution étalon correspondant à 1 g de manganèse/dm .
Dissoudre 1,000 g ± 0,001 g de manganèse de haute pureté, exempt d'oxyde dans un mélange de 50 cm
3 3
d'eau et 5 cm d'acide nitrique (B.2.6) dans un bécher de 400 cm . Faire bouillir sous hotte aspirante
pour éliminer les oxydes d'azote. Refroidir, transvaser dans une fiole jaugée de 1 dm , compléter au
volume avec de l'eau et homogénéiser.
1 cm de cette solution étalon contient 1 000 µg de manganèse.
B.2.8 Manganèse, solution étalon correspondant à 50 mg de manganèse/dm .
3 3
À l'aide d'une pipette, prélever 50,0 cm de la solution étalon de manganèse à 1 g/dm (B.2.7) et
3 3
transférer dans une fiole jaugée de 1 dm , ajouter 5 cm d'acide nitrique (B.2.6), puis compléter au
volume avec de l'eau et homogénéiser.
1 cm de cette solution étalon contient 50 µg de manganèse.
B.2.9 Manganèse, solution étalon correspondant à 10 mg de manganèse/dm .
3 3
À l'aide d'une pipette, prélever 50,0 cm de la solution étalon de manganèse à 50 mg/dm (B.2.8) et
3 3
transférer dans une fiole jaugée de 250 cm , ajouter 1 cm d'acide nitrique (B.2.6), puis compléter au
volume avec de l'eau et homogénéiser.
1 cm de cette solution étalon contient 10 µg de manganèse.
NOTE Si l'on préfère, il est possible d'utiliser des solutions étalons de manganèse distribuées dans le
commerce au lieu d'effectuer les préparations décrites en B.2.7, B.2.8 et B.2.9.
B.3 Appareillage
Comme spécifié en A.3.
B.4 Mode opératoire
B.4.1 Prise d'essai
Voir A.4.1.
B.4.2 Essai à blanc
Voir A.4.2.
B.4.3 Préparation de la courbe d'étalonnage
B.4.3.1 Préparation des solutions d'étalonnage
Dans une série de six fioles jaugées de 50 cm , introduire les volumes de la solution étalon de manganèse
à 10 mg/dm (B.2.9) indiqués dans le Tableau B.1, compléter au volume avec de l'eau et homogénéiser.
Tableau B.1 — Solutions d'étalonnage pour la détermination du manganèse
Volume de la solution étalon de manganèse Teneur en manganèse
(B.2.9) correspondante
3 3
cm µg/cm
0,5 0,1
2,5 0,5
5,0 1,0
10,0 2,0
15,0 3,0
25,0 5,0
B.4.3.2 Mesurages spectrométriques
Aspirer successivement les solutions d'étalonnage préparées en B.4.3.1 dans la flamme du spectromètre
d'absorption atomique et enregistrer leurs absorbances à une longueur d'onde de 279,5 nm, en suivant
les instructions du fabricant de l'appareil.
Aspirer l'eau dans la flamme après chaque mesurage.
B.4.3.3 Tracé de la courbe
Tracer un graphique en portant, par exemple, les teneurs en manganèse, en microgrammes par
centimètre cube, en abscisse et les valeurs d'absorbance correspondantes en ordonnée.
B.4.4 Détermination
B.4.4.1 Préparation de la solution d'essai
Voir A.4.4.1.
B.4.4.2 Mesurages spectrométriques
Aspirer la solution d'essai préparée selon B.4.4.1 et la solution d'essai à blanc (voir B.4.2) dans la flamme
du spectromètre d'absorption atomique et mesurer leurs absorbances à 279,5 nm en se conformant aux
instructions du fabricant de l'appareil. Répéter ces opérations et enregistrer les valeurs moyennes de
l'absorbance de la solution d'essai et de la solution d'essai à blanc.
Aspirer l'eau dans la flamme après chaque mesurage.
Si l'absorbance de la solution d'essai est supérieure à celle de la solution d'étalonnage ayant la plus
3 3
forte teneur en manganèse, diluer 5 cm de la solution d'essai jusqu'à 50 cm avec de l'eau, répéter les
mesurages et tenir compte de la dilution pour l'expression des résultats.
B.5 Expression des résultats
En se référant à la courbe d'étalonnage, déterminer les teneurs en manganèse correspondant aux
absorbances de la solution d'essai et de la solution d'essai à blanc.
Calculer la teneur totale en manganèse de l'échantillon, w (Mn), exprimée en milligrammes par
kilogramme, à l'aide de la Formule (B.1).
w(Mn) = 10(ρ − ρ )/m (B.1)
3 4
où
ρ est la teneur en manganèse, en microgrammes par centimètre cube, de la solution d'essai;
ρ est la teneur en manganèse, en microgrammes par centimètre cube, de la solution d'essai à
blanc;
m est la masse, en grammes, de la prise d'essai.
Si la solution d'essai a été diluée comme décrit en B.4.4.2, multiplier le second membre de l'équation par
10.
Exprimer le résultat à 0,1 mg/kg près.
Annexe C
(normative)
Détermination de la teneur totale en fer
C.1 Principe
Le principe est le même que pour la détermination de la teneur totale en cuivre (voir Annexe A), à
l'exception près que l'absorbance de la solution d'essai est mesurée à 248,3 nm et qu'elle est comparée
aux valeurs d'absorbance de solutions de fer pour étalonnage.
La méthode est applicable à la détermination de teneurs en fer allant jusqu'à 125 mg/kg, et il est prévu
d'étendre la plage jusqu'à 2 500 mg/kg.
AVERTISSEMENT — Il convient que toutes les précautions applicables en matière d'hygiène et de
sécurité soient prises lors de la mise en œuvre de la présente méthode d'analyse.
C.2 Réactifs et matériaux
Tous les réactifs doivent être de qualité analytique reconnue. L'eau utilisée doit être de l'eau de qualité 3,
telle que définie dans l'ISO 3696:1987.
C.2.1 Acétylène, comme spécifié en A.2.1.
C.2.2 Air, comme spécifié en A.2.2.
C.2.3 Solution d'acide chlorhydrique, comme spécifié en A.2.3.
C.2.4 Solution d'acide fluorhydrique, comme spécifié en A.2.4.
C.2.5 Solution d'acide sulfurique, comme spécifié en A.2.5.
C.2.6 Fer (CAS: 7439-89-6), solution étalon correspondant à 1 g de fer/dm .
3 3
Dissoudre 1,000 g ± 0,001 g de fer de haute pureté dans un mélange de 10 cm d'eau et de 5 cm d'acide
chlorhydrique (C.2.3), contenu dans un bécher de 100 cm . Faire bouillir sous une hotte aspirante
jusqu'à dissolution complète. Refroidir, transvaser dans une fiole jaugée de 1 dm , compléter au volume
avec de l'eau et homogénéiser.
1 cm de cette solution étalon contient 1 000 µg de fer.
C.2.7 Fer, solution étalon correspondant à 50 mg de fer/dm .
3 3
À l'aide d'une pipette, prélever 50,0 cm de la solution étalon de fer à 1 g/dm (C.2.6) et transférer dans
3 3
une fiole jaugée de 1 dm , ajouter 5 cm d'acide chlorhydrique (C.2.3), compléter au volume avec de l'eau
et homogénéiser.
1 cm de cette solution étalon contient 50 µg de fer.
C.2.8 Fer, solution étalon correspondant à 10 mg de fer/dm .
3 3
À l'aide d'une pipette, prélever 50,0 cm de la solution étalon de fer à 50 mg/dm (C.2.7) et transférer
3 3
dans une fiole jaugée de 250 cm , ajouter 1 cm d'acide chlorhydrique (C.2.3), compléter au volume avec
de l'eau et homogénéiser.
1 cm de cette solution étalon contient 10 µg de fer.
NOTE Si l'on préfère, il est possible d'utiliser des solutions étalons de fer distribuées dans le commerce au
lieu d'effectuer les préparations décrites en C.2.6, C.2.7 et C.2.8.
C.3 Appareillage
Comme spécifié en A.3.
C.4 Mode opératoire
C.4.1 Prise d'essai
Voir A.4.1.
C.4.2 Essai à blanc
Voir A.4.2.
C.4.3 Préparation de la courbe d'étalonnage
C.4.3.1 Préparation des solutions d'étalonnage
Dans une série de six fioles jaugées de 50 cm , introduire les volumes de la solution étalon de fer à
10 mg/dm (C.2.8) indiqués dans le Tableau C.1, compléter au volume avec de l'eau et homogénéiser.
Tableau C.1 — Solutions d'étalonnage pour la détermination du fer
Volume de la solution étalon de fer (C.2.8) Teneur en fer correspondante
3 3
cm µg/cm
0,5 0,1
2,5 0,5
5,0 1,0
10,0 2,0
15,0 3,0
25,0 5,0
C.4.3.2 Mesurages spectrométriques
Aspirer chaque solution d'étalonnage préparée en C.4.3.1 dans la flamme du spectromètre d'absorption
atomique et mesurer leurs absorbances à 248,3 nm en se conformant aux instructions du fabricant de
l'appareil.
Aspirer l'eau dans la flamme après chaque mesurage.
C.4.3.3 Tracé de la courbe
Tracer un graphique en portant, par exemple, les teneurs en fer, en microgrammes par centimètre cube,
en abscisse et les valeurs d'absorbance correspondantes en ordonnée.
C.4.4 Détermination
C.4.4.1 Préparation de la solution d'essai
Voir A.4.4.1.
C.4.4.2 Mesurages spectrométriques
Aspirer la solution d'essai préparée en C.4.4.1 et la solution d'essai à blanc (voir C.4.2) dans la flamme
du spectromètre d'absorption atomique et mesurer leurs absorbances à 248,3 nm en suivant les
instructions du fabricant de l'appareil. Répéter ces opérations et enregistrer les valeurs moyennes
d'absorbance de la solution d'essai et de la solution d'essai à blanc.
Aspirer l'eau dans la flamme après chaque mesurage.
Si l'absorbance de la solution d'essai est supérieure à celle de la solution d'étalonnage ayant la plus forte
3 3
teneur en fer, diluer 5 cm de la solution d'essai jusqu'à 100 cm avec de l'eau, répéter les mesurages et
tenir compte de la dilution pour l'expression des résultats.
C.5 Expression des résultats
En se référant à la courbe d'étalonnage, déterminer les teneurs en fer correspondant aux absorbances
de la solution d'essai et de la solution d'essai à blanc.
Calculer la teneur totale en fer de l'échantillon, w(Fe), exprimée en milligrammes par kilogramme, à
l'aide de la Formule (C.1).
w(Fe) = 10(ρ − ρ )/m (C.1)
5 6
où
ρ est la teneur en fer, en microgrammes par centimètre cube, de la solution d'essai;
ρ est la teneur en fer, en microgrammes par centimètre cube, de la solution d'essai à blanc;
m est la masse, en grammes, de la prise d'essai.
Si la solution d'essai a été diluée comme décrit en C.4.4.2, multiplier le second membre de l'équation par
20.
Exprimer le résultat à 0,1 mg/kg près.
Annexe D
(normative)
Détermination de la surface spécifique
D.1 Principe
Deux flacons de volume égal – l'un contenant la prise d'essai préparée et l'autre étant vide – sont remplis
d'azote sous pression atmosphérique à température ambiante. Les deux flacons sont ensuite refroidis
par immersion dans de l'azote liquide.
À cette température, la prise d'essai adsorbe l'azote, et il en résulte une différence de pression créée
entre le flacon contenant la prise d'essai et le flacon de référence. La pression différentielle est
mesurée à l'aide d'un manomètre différentiel. La surface spécifique est calcuIée à partir de la pression
différentielle mesurée, de la pression d'alimentation en azote gazeux et de la masse de la prise d'essai.
Cette méthode est identique à celle décrite dans l'ISO 4652:2020, Article 5 (Méthode B).
AVERTISSEMENT — Il convient que toutes les précautions applicables en matière d'hygiène et de
sécurité soient prises lors de la mise en œuvre de la présente méthode d'analyse.
D.2 Produits
D.2.1 Azote gazeux (CAS: 7727-37-9), en bouteille ou toute autre source d'azote prépurifié de qualité
analytique reconnue.
D.2.2 Azote liquide.
D.3 Appareillage
2)
D.3.1 Appareillage d'adsorption (voir Figure D.1), comprenant un flacon de référence (G) et un
flacon porte-échantillon (H) munis de raccords étanches aux gaz. Ces raccords comportent chacun un
robinet (A et B) au moyen duquel les flacons peuvent être mis en communication avec l'atmosphère. Le
gaz à adsorber est introduit dans chaque flacon par l'intermédiaire des raccords.
Les flacons sont en verre résistant aux variations soudaines de température et ont un volume
approximatif de 100 cm . La différence de volume entre les deux flacons ne doit pas dépasser 0,1 %. Les
cols des flacons sont constitués d'un tube en verre calibré d'un diamètre intérieur de 5 mm ± 0,02 mm.
Cela permet d'utiliser plusieurs flacons comme porte-échantillons ou comme flacons de référence, sans
devoir égaliser les volumes quelles que soient les combinaisons.
Un tube absorbeur en U est monté entre les deux flacons et les branches du manomètre sont reliées à
chacun des deux flacons d'adsorption par des tubes capillaires. Au moyen du robinet D, les deux flacons
peuvent être soit séparés l'un de l'autre, soit reliés l'un à l'autre par leurs tubes capillaires. En utilisant
le robinet E, les deux branches du manomètre différentiel peuvent être séparées ou reliées. Le liquide
de mesure est du phtalate de dibutyle.
2) Un exemple de thermostat approprié est celui conçu pour l'Areameter de Jung Instruments GmbH, Industriering
52, 41751 Viersen, Allemagne www .jung -instruments .de. Cette information est donnée à l'intention des utilisateurs
du présent document et ne signifie nullement que l'ISO approuve ou recommande l'emploi exclusif du produit ainsi
désigné. Des produits équivalents peuvent être utilisés s'il est démontré qu'ils conduisent aux mêmes résultats.
Les deux branches du manomètre différentiel sont constituées d'un tube en verre calibré, de diamètre
intérieur de 5 mm ± 0,02 mm. De ce fait, toute modification de volume durant l'adsorption du gaz peut
être calculée avec une exactitude suffisante. Le tube capillaire pour l'alimentation du flacon porte-
échantillon est, du fait de sa faible longueur, considéré comme un volume d'égalisation qui est ajusté
pendant la préparation du matériel (voir l’Article D.7).
Légende
A à E robinets K volume d'égalisation
F bain froid L vanne de sécurité
G flacon de référence M débitmètre
H flacon porte-échantillon N colonne de séchage
J manomètre différentiel P arrivée d'azote
Figure D.1 — Appareillage d'adsorption «Areameter»
Le gaz est acheminé dans l'appareillage par le robinet C. Si les robinets A, B et D sont ouverts, le gaz
remplit les deux flacons. Si les robinets A et D sont fermés, le flacon de référence est mis hors circuit et
seul le flacon porte-échantillon est purgé avec le gaz.
Quand un mesurage est effectué, seule une partie du volume isolé par les robinets A, B et C est refroidie
à la température de mesurage par l'azote liquide. Le volume restant, à la température ambiante ou à
une température voisine de celle-ci, ne doit pas être égal à plus de 10 % du volume total. Les raccords
des flacons d'adsorption sont donc des tubes capillaires qui remplissent presque complètement le col de
chacun des flacons. En conséquence, le volume de gaz à la température ambiante est réduit à une valeur
minimale.
NOTE Les modes opératoires de mise en service d'un nouvel équipement et ceux de vérification et de
contrôle sont donnés dans l’Article D.7.
3)
D.3.2 Thermostat de contrôle , conçu pour garantir que les flacons d'adsorption soient maintenus à
une température constante permettant soit de les purger à l'azote gazeux soit d'y créer le vide.
D.3.3 Balance analytique, ayant une exactitude de 0,1 mg.
D.3.4 Étuve, pouvant être maintenue à 105 °C ± 2 °C.
D.3.5 Bain froid, contenant de l'azote liquide (D.2.2).
D.4 Préparation de la prise d'essai
D.4.1 La valeur maximale (400 mm) affichée par le manomètre différentiel correspond à une surface
d'environ 50 m . La masse de la prise d'essai doit être ajustée de manière à ce que la différence des
niveaux de liquide, Δh, dans le manomètre soit la plus grande possible et d'au moins 50 mm. Si la valeur
approchée de la surface spécifique n'est pas connue, des essais préliminaires doivent être réalisés avec
différentes masses de prise d'essai de façon à établir la masse la plus adaptée pour la prise d'essai.
NOTE À titre indicatif, le Tableau D.1 donne les masses de prise d'essai les plus appropriées aux différentes
surfaces spécifiques.
Tableau D.1 — Masses de la prise d'essai appropriées aux différentes surfaces spécifiques
Surface spécifique Masse de la prise d'essai
m /g g
20 de 0,6 à 0,8
30 de 0,4 à 0,6
40 de 0,3 à 0,5
80 de 0,2 à 0,3
120 de 0,15 à 0,2
140 de 0,1 à 0,15
> 200 < 0,1
D.4.2 Transférer une quantité appropriée de silice n'ayant pas été préalablement séchée, dans un
flacon porte-échantillon taré à l'aide d'un entonnoir. Introduire la prise d'essai dans le flacon en veillant
à ce que le matériau n'adhère pas aux parois du col. Pour éviter toute charge électrostatique ayant pour
effet de faire adhérer la silice au col du flacon, la charger en posant le flacon sur une plaque de cuivre
mise à la terre avant et après la pesée.
D.4.3 Déterminer la masse de la prise d'essai par différence en effectuant les deux pesées à 0,1 mg
près.
3) Un exemple d’intrument d’adsorption approprié est l'Aerameter, disponible auprès de Jung Instruments GmbH,
Industriering 52, 41751 Viersen, Allemagne, www .jung -instruments .de. Cette information est donnée à l'intention
des utilisateurs du présent document et ne signifie nullement que l'ISO approuve ou recommande l'emploi exclusif
du produit ainsi désigné. Des produits équivalents peuvent être utilisés s'il est démontré qu'ils conduisent aux
mêmes résultats.
D.4.4 Pour déterminer la teneur réelle en silice, la masse de la prise d'essai dans le flacon doit
être corrigée en raison de la teneur en humidité. Pour ce faire, déterminer la teneur en humidité
immédiatement après avoir pesé la silice dans le flacon de l'appareillage «Areameter» en utilisant une
prise d'essai de silice distincte, comme indiqué ci-après. À 0,1 mg près, peser 2 g de la silice soumise à
essai dans un vase à peser muni d'un bouchon en verre rodé. Ouvrir le vase à peser et sécher la prise
d'essai pendant 2 h à 105 °C ± 2 °C dans l'étuve (D.3.4). Boucher le vase chauffé dans l'étuve et le laisser
refroidir à la température ambiante dans un dessiccateur. Peser le vase à peser bouché avec son contenu
à 0,1 mg près. Calculer la teneur en humidité de la prise d'essai par différence.
D.4.5 Avant de déterminer la surface, éliminer le plus de matière adsorbée possible de la surface de la
prise d'essai en effectuant un balayage sous courant d'azote.
D.4.6 Procéder à la désorption dans une enceinte thermostatée à une température comprise entre
150 °C et 160 °C (de préférence entre 155 °C et 160 °C) pendant une durée de 60 min ± 5 min. Régler la
hauteur du thermomètre du thermostat à 3 cm au-dessus du fond du flacon. Régler le courant d'azote
circulant dans le flacon à 75 cm /min.
D.4.7 Après désorption, laisser refroidir la prise d'essai à la température ambiante sous un courant
d'azote, puis boucher et stocker le flacon jusqu'au jour de la détermination.
D.5 Mode opératoire
D.5.1 Raccorder le flacon H contenant la prise d'essai préparée au courant d'azote par ouverture des
robinets B et C. Laisser le courant d'azote pénétrer dans le flacon, les robinets D, A et E étant fermés.
D.5.2 Ouvrir les robinets D, A et E et placer le flacon de référence et le flacon porte-échantillon dans
un bain d'eau maintenu à 23 °C ± 2 °C, tout en maintenant le courant d'azote.
D.5.3 Après 10 min à 15 min, déterminer la pression différentielle entre les flacons en fermant les
robinets A, B, C et D. En cas de pression différentielle, réouvrir dans l'ordre les robinets D, C, B et A et
continuer le balayage d'azote. Fermer les robinets A, B, C et D quand la pression est égalisée.
D.5.4 Lorsque l'équilibre de pression est atteint, fermer le robinet E et arrêter le courant d'azote en
fermant les robinets.
D.5.5 Essuyer l'eau qui s'égoutte des flacons et immerger ceux-ci dans le bain d'azote liquide (D.3.5),
jusqu'au repère inférieur du col, puis, au bout d'une minute, ouvrir très lentement le robinet E.
D.5.6 Dès que la pression différentielle résultante est stabilisée, lire la différence de niveau du liquide
entre les branches du tube absorbeur en U, à 0,5 mm près.
D.5.7 Fermer le robinet E. Remplacer le bain d'azote liquide (D.3.5) par un bain d'eau maintenu
approximativement à 40 °C. Après quelques minutes, mettre en route le balayage d'azote et ouvrir dans
l'ordre les robinets D, C, B, A et E.
D.5.8 Lorsque les raccords ont atteint la température ambiante, fermer les robinets A, D et E et
désolidariser le flacon porte-échantillon, les robinets B et C étant ouverts.
D.6 Expression des résultats
Calculer la surface spécifique, S , exprimée en mètres carrés par gramme, à l'aide de la Formule (D.1).
m
10, 51× 0 −p
()
p
m p
−−7 5 B
S =×1,174 10 ×+13,,71 6 656×10 phΔ + − (D.1)
()
m
m ρρ 77,6 295
où
p est la pression d'égalisation, en pascals, donnée par la Formule (D.2):
109,6 p
B
p= − 10,29 Δh
(D.2)
−3
393,,19+× 82 10 Δh
()
m est la masse, en grammes, de la prise d'essai corrigée en raison de la teneur en humidité de
l'échantillon;
Δh est la différence, en millimètres, de hauteur de liquide entre les deux branches du tube
absorbeur en U;
pB est la pression atmosphérique, en pascals;
ρ est la masse volumique, en mégagrammes par mètre cube, de l'échantillon pour essai,
présumée égale à 2,0 Mg/m .
p
m p
B
NOTE Pour les surfaces spécifiques supérieures à 1 m /g, le terme − peut être ignoré.
ρ 77,6 295
Exprimer le résultat à 1 m /g près.
D.7 Notes relatives au mode opératoire — Préparation de l'«Areameter»
D.7.1 Généralités
À la mise en service d'un nouvel équipement ou pour contrôler un équipement existant, les essais
suivants doivent être effectués afin de vérifier que le volume d'égalisation (K à la Figure D.1) est ajusté
correctement et que l'appareillage est étanche.
D.7.2 Vérification de l'égalité des volumes
Il est essentiel, pour cet essai, que le robin
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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