ISO 15587-2:2002

NORME ISO
INTERNATIONALE 15587-2
Première édition
2002-03-01
Qualité de l'eau — Digestion pour la
détermination de certains éléments dans
l'eau —
Partie 2:
Digestion à l'acide nitrique
Water quality — Digestion for the determination of selected elements in
water —
Part 2: Nitric acid digestion
Numéro de référence
©
ISO 2002
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Sommaire Page
Avant-propos . iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe. 2
5 Réactifs. 2
6 Appareillage. 2
7 Échantillonnage. 3
8 Mode opératoire. 3
9 Rapport d’essai. 6
Annexe A (informative) Digestion dans un système ouvert avec chauffage électrique . 7
Annexe B (informative) Digestion dans un système ouvert avec chauffage aux micro-ondes. 9
Annexe C (informative) Digestion dans un système fermé avec chauffage aux micro-ondes. 11
Annexe D (informative) Digestion dans un système fermé utilisant un autoclave. 15
Annexe E (informative) Contrôle des performances. 17
Bibliographie. 17

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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l'ISO 15587 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.
L'ISO 15587-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l'eau, sous-comité SC 2, Méthodes
physiques, chimiques et biochimiques.
L'ISO 15587 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Qualité de l'eau — Digestion pour la
détermination de certains éléments dans l'eau:
 Partie 1: Digestion à l’eau régale
 Partie 2: Digestion à l'acide nitrique
Les annexes A, B, C, D et E de la présente partie de l’ISO 15587 sont données uniquement à titre d’information.
iv © ISO 2002 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 15587-2:2002(F)

Qualité de l'eau — Digestion pour la détermination de certains
éléments dans l'eau —
Partie 2:
Digestion à l'acide nitrique
AVERTISSEMENT — Il convient que les personnes utilisant la présente partie de l’ISO 15587 soient
familières des pratiques courantes de laboratoire. La présente partie de l’ISO 15587 ne prétend pas aborder
tous les éventuels problèmes de sécurité liés à son utilisation. Il est de la responsabilité de l’utilisateur
d’établir des pratiques de santé et de sécurité appropriées et de s’assurer de la conformité aux exigences
réglementaires nationales.
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 15587 spécifie une méthode d’extraction d’éléments sous forme de traces dans un
échantillon d’eau, en utilisant de l’acide nitrique comme agent de digestion. La méthode est applicable à tous les
types d’eaux dont la concentration massique en solides en suspension est inférieure à 20 g/l et la concentration
massique en carbone organique totale (COT), exprimée en carbone, est inférieure à 5 g/l.
La méthode de digestion à l’acide nitrique est empirique et elle n’extrait pas toujours en totalité les éléments.
Toutefois, pour la plupart des applications environnementales, le résultat répond aux besoins.
La digestion à l’acide nitrique permet la libération des éléments suivants: Al*, As, B, Ba*, Be*, Ca, Cd, Co, Cr*, Cu,
Fe*, Hg, K, Mg*, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Se, Sr, Tl, V*, Zn (l’astérisque indique un rendement potentiellement plus
faible par rapport à la méthode de digestion à l’eau régale spécifiée dans l'ISO 15587-1, voir référence [1]). La
méthode convient pour la libération de Ag uniquement si l’échantillon est stabilisé immédiatement après la
digestion. La digestion à l’acide nitrique ne convient pas pour Sb, Sn et pour la digestion de composés réfractaires
comme SiO , TiO et Al O .
2 2 2 3
La méthode est générique et peut être mise en œuvre à l’aide d’une grande variété de matériels sous réserve
 que la composition de la digestion ne soit pas modifiée,
 que la température de digestion soit connue, et
 que la durée de digestion corresponde à cette température.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 15587. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 15587 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
ISO 5667-3:1994, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 3: Guide général pour la conservation et la
manipulation des échantillons
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 15587, le terme et la définition suivants s'appliquent.
3.1
digestion (en solution)
traitement avec des produits chimiques réactifs liquides dont l’objectif est d’amener les produits à analyser en
solution dans un état permettant leur analyse ultérieure
NOTE Le degré de mise en solution des éléments à analyser qui convient pour une analyse ultérieure peut dépendre du
principe de cette analyse. Certaines méthodes analytiques exigent que l’élément soit en solution, indépendamment de son état
chimique, tandis que d’autres exigent une valence particulière ou des espèces ioniques spécifiques, par exemple la
spectrométrie d’absorption atomique hydrure, la photométrie et les méthodes électrochimiques. Pour ces dernières, il convient
[4]
de porter une attention particulière à la présence d’organométalliques chimiquement stables .
4 Principe
La prise d’essai est digérée avec de l’acide nitrique à une température définie. La température doit atteindre au
moins la température d’ébullition (103 °C à 101,3 kPa) et être au plus de 175 °C. Au point d’ébullition (101,3 kPa),
la durée minimale nécessaire à la libération de la fraction digestible est de 120 min. La durée maximale est fixée à
quatre fois la durée minimale à cette même température. Par convention, il est supposé que la durée minimale et
la durée maximale requises sont divisées par deux pour chaque augmentation de 15 °C de la température au-
dessus du point d’ébullition (voir la Figure 1).
Après digestion, le résultat de la digestion est clarifié si nécessaire.
5 Réactifs
Au cours de l'analyse, utiliser uniquement des réactifs de qualité analytique reconnue répondant aux exigences de
pureté de l’analyse ultérieure. Contrôler leur pureté en réalisant un essai à blanc.
5.1 Eau, conforme à la qualité 1 de l'ISO 3696. La qualité 2 peut être utilisée si elle satisfait aux exigences de
pureté de l’analyse ultérieure.
5.2 Acide nitrique, c(HNO ) = 15,8 mol/l, ρ = 1,4 kg/l.
L’acide nitrique existe à la fois sous la forme ρ(HNO ) = 1,40 kg/l, environ 65 % en masse et ρ(HNO ) = 1,42 kg/l,
3 3
environ 69 % en masse. Les deux formes conviennent.
5.3 Agent antimoussant, par exemple n-dodécane (C H ).
12 26
5.4 Solution d’ammoniac, à environ 25 % en masse.
6 Appareillage
6.1 Récipient de digestion, résistant à la température et à la pression, pouvant contenir le mélange de
l’échantillon et de la solution de digestion.
Si le récipient est fermé, sa paroi interne doit être inerte et ne doit pas libérer de substances dans la solution de
digestion au-delà des exigences de pureté de l’analyse ultérieure.
6.2 Système de récupération des vapeurs, permettant de récupérer la solution de digestion qui s’évapore lors
d’une digestion dans un système ouvert (par exemple réfrigérant de Soxhlet à reflux) et conçu de manière à
réduire les pertes au minimum.
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Les matériaux en contact avec les vapeurs doivent être inertes et conformes aux exigences de pureté de l’analyse
ultérieure.
6.3 Piège pour les substances volatiles, servant, dans un système de digestion ouvert, à piéger une ou
plusieurs substance(s) volatile(s) qui pourrai(en)t s’échapper du système de récupération des vapeurs (6.2).
Ce piège peut être constitué d’un matériel de condensation ou d’un matériel qui absorbe ces substances dans
l’acide nitrique ou dans l’eau régale. Les matériaux en contact avec les vapeurs doivent être inertes et conformes
aux exigences de pureté pour l’analyse ultérieure.
6.4 Dispositif de chauffage, capable de maintenir la température désirée pendant la période de temps requise.
6.5 Papier-filtre, sans cendres et en cellulose, avec des pores d’une taille moyenne adaptée à l’appareillage
utilisé pour l’analyse.
Il ne doit pas pouvoir libérer de substances dans la solution de digestion au-delà des exigences de pureté de
l’analyse ultérieure et ne doit pas absorber de substances au-delà du niveau d’impact négligeable sur la justesse
du résultat analytique.
6.6 Billes de régulation de l’ébullition ou bâtonnets en verre dépoli, de 2 mm à 3 mm de diamètre, lavés à
l’acide [par exemple avec de l’acide nitrique (5.2) chaud dilué à 10 % en volume dans l’eau (5.1)].
6.7 Fiole jaugée, généralement de 50 ml ou de 100 ml de capacité nominale.
6.8 Pipettes graduées ou éprouvettes.
7 Échantillonnage
Conserver et manipuler l’échantillon d’eau conformément à l’ISO 5667-3.
La procédure de digestion (voir l’article 8) est mise en œuvre sur une prise d’essai de 25,0 ml ± 0,1 ml, prélevée
dans un échantillon d’eau homogène et bien agité. Toute prise d’essai d’un volume supérieur à 20 ml est autorisée,
sous réserve que le volume d’acide nitrique soit modifié en proportion.
Si la présence de solides en suspension empêche d’obtenir une prise d’essai représentative d’un volume connu, il
est possible de recourir à une autre méthode, par exemple à une pesée. Calculer le volume à partir de la
détermination de la masse, éventuellement corrigée en fonction de la masse et de la masse volumique des solides.
Mentionner dans le rapport l’incertitude sur le volume si elle est supérieure à 0,1 ml pour un volume de 25 ml.
8 Mode opératoire
8.1 Préparation
Laver soigneusement à l’acide le matériel de digestion en contact avec la solution de digestion et le matériel
volumétrique [par exemple avec de l’acide nitrique (5.2) chaud dilué à 10 % en volume dans l’eau (5.1)] et rincer à
l’eau (5.1).
Placer une prise d’essai de 25,0 ml ± 0,1 ml dans le récipient de digestion (6.1).
Ajouter 6,25 ml ± 0,1 ml d’acide nitrique (5.2). Le point d’ébullition de ce mélange est égal à 103 °C.
En cas de formation trop importante de mousse, ajouter une ou plusieurs goutte(s) d’agent antimoussant (5.3).
Agiter et laisser reposer jusqu’à l’arrêt de toute réaction visible.
Si le récipient de digestion est de type ouvert, continuer comme indiqué en 8.2. Sinon, continuer comme indiqué en
8.3.
8.2 Digestion dans un système ouvert
Raccorder le récipient de digestion (6.1) au système de récupération des vapeurs (6.2).
Raccorder le piège pour les substances volatiles (6.3) afin d’éviter que des substances à mesurer volatiles
puissent s’échapper du système de récupération des vapeurs.
Placer le récipient de digestion dans le dispositif de chauffage (6.4).
Élever la température jusqu’au point d’ébullition.
Maintenir l’ébullition pendant au moins 120 min. Comme la température du point d’ébullition diminue avec l’altitude,
ajouter 20 min à la durée minimale pour chaque tranche d’altitude de 1 000 m au-dessus du niveau de la mer. La
durée maximale autorisée est égale à quatre fois la durée minimale.
Laisser refroidir le récipient de digestion lorsque la digestion est terminée. Si l’argent est un composé recherché,
ajouter 30 ml de la solution d’ammoniac (5.4) au récipient de digestion immédiatement après le refroidissement.
Si un piège pour les substances volatiles (6.3) est utilisé, en ajouter le contenu à celui du récipient de digestion.
Rincer le piège et/ou le réfrigérant à l’eau (5.1), par exemple avec 10 ml, et décanter. Recueillir l’eau de rinçage
dans le récipient de digestion.
Démonter le récipient de digestion du système de digestion.
Des exemples de digestion dans un système ouvert sont donnés dans les annexes A et B.
8.3 Digestion dans un système fermé
Fermer le récipient de digestion (6.1) et le peser.
Raccorder le récipient de digestion au dispositif de chauffage (6.4) ou le placer à l’intérieur de ce dernier.
Élever lentement la température du mélange à digérer jusqu’à la température T comprise entre le point d’ébullition
d
(103 °C à 101,3 kPa) et 175 °C.
Maintenir la digestion pendant une période de temps ∆t d’au moins 10 min et d’au plus 480 min (101,3 kPa).
Avec une durée de digestion ∆t, exprimée en minutes, la température de digestion T , exprimée en degrés Celsius,
d
doit satisfaire à la condition suivante:
206,6−×21,64 ln∆tT< < 236,6− 21,64×ln∆t (1)
( ) ( )
d
NOTE 1 Les conditions de limites de l’équation (1) reflètent les hypothèses de l’article 4 sur les cinétiques et les durées.
Le domaine des températures et des durées de digestion admises est représenté à la Figure 1.
Laisser refroidir le récipient de digestion lorsque la digestion est terminée. Peser le récipient de digestion et
accepter le résultat de la digestion si la perte de masse est cohérente avec la perte de masse d’un matériau de
référence bien documenté conduisant à des résultats acceptables.
Ouvrir et ventiler le récipient de digestion sous une hotte.
Si l’argent est un composé recherché, ajouter 30 ml de la solution d’ammoniac (5.4) au récipient de digestion
immédiatement après le refroidissement.
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Des exemples de digestion dans un système fermé sont donnés dans les annexes C et D.
NOTE 2 Plusieurs dispositifs à micro-ondes contrôlent la puissance plutôt que la température. Une procédure permettant
d’établir la relation entre la puissance du dispositif à micro-ondes et la température est indiquée en C.6.

Figure 1 — Domaine des températures et durées de digestion admises

8.4 Transfert de l’échantillon
Décanter l’échantillon dans une fiole jaugée adaptée (6.7), rincée à l’acide. Afin de transférer les composés à
analyser quantitativement, rincer le récipient de digestion (6.1) à l’eau (5.1) et décanter. Recueillir l’eau dans la
même fiole jaugée.
Si la décantation ne peut éviter le transfert de particules qui pourraient perturber l’analyse ultérieure, passer le
résultat de la digestion à travers un papier-filtre (6.5) en recueillant le filtrat dans une fiole jaugée de taille adéquate
(6.7), rincée à l’acide. Rincer le récipient de digestion à l’eau (5.1) et faire passer l’eau de rinçage à travers le
papier-filtre (6.5). Recueillir les filtrats dans la même fiole jaugée.
Remplir la fiole jaugée jusqu’au trait repère après ajout des réactifs nécessaires pour le traitement et l’analyse
ultérieurs de l’échantillon.
L’extrait est prêt pour la détermination.
Des exemples de vérification des performances sont donnés à l’annexe E.
9 Rapport d’essai
Le rapport d’essai peut être préparé séparément ou conjointement avec celui de la méthode analytique ultérieure.
Dans l’un ou l’autre cas, le rapport d’essai doit contenir les informations suivantes:
a) une référence à la présente partie de l’ISO 15587, c’est-à-dire ISO 15587-2;
b) l’identité de l’échantillon d’eau;
c) le volume de la prise d’essai et l’incertitude si celle-ci est supérieure à 0,5 %;
d) les conditions de digestion;
e) tout écart par rapport à la présente méthode.
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Annexe A
(informative)
Digestion dans un système ouvert avec chauffage électrique
A.1 Principe
Une prise d’essai d’un échantillon d’eau, qui peut contenir jusqu’à 20 g/l de solides en suspension et jusqu’à 5 g/l
de carbone organique, est dissoute par ébullition à reflux dans l’acide nitrique pendant 120 min à 480 min.
A.2 Réactifs
Utiliser les réactifs spécifiés dans l’article 5.
A.3 Appareillage
En général, le verre borosilicaté convient à tous les éléments en contact avec la solution de digestion. Si de faibles
concentrations d’éléments lessivables doivent être analysées, d’autres matériaux peuvent être utilisés, par
exemple le quartz (hautes températures) et le polyéthylène ou le polypropylène (basses températures). B, Na, K et
Al sont des exemples d’éléments lessivables.
A.3.1 Récipient de digestion, en verre borosilicaté, de 100 ml de capacité nominale.
A.3.2 Réfrigérant de Soxhlet à reflux, de type droit avec des joints coniques rodés, en verre borosilicaté.
Les réfrigérants refroidis à l’eau d’une longueur efficace minimale d’au moins 200 mm conviennent.
A.3.3 Bâtonnets en verre dépoli, de 2 mm à 3 mm de diamètre, lavés à l’acide [par exemple avec de l’acide
nitrique (5.2) chaud dilué à 10 % en volume dans l’eau de qualité 1 (5.1)].
A.3.4 Dispositif de chauffage avec réglage de la température, capable de porter le contenu du récipient de
digestion à la température de reflux.
A.3.5 Fiole jaugée, en verre borosilicaté, de 100 ml de capacité nominale.
A.3.6 Pipettes graduées ou éprouvettes.
A.4 Échantillonnage
Conserver et manipuler les échantillons d’eau conformément à l’ISO 5667-3.
Prélever une prise d’essai de 40,0 ml ± 0,2 ml dans un échantillon d’eau homogène et bien agité.
Si la présence de solides en suspension empêche d’obtenir une prise d’essai représentative d’un volume connu, il
est possible de recourir à une autre méthode, par exemple à une pesée. Calculer le volume à partir de la
détermination de la masse, éventuellement corrigée en fonction de la masse et de la masse volumique des solides.
Mentionner dans le rapport l’incertitude sur le volume si elle est supérieure à 0,2 ml.
A.5 Mode opératoire
Laver soigneusement à l’acide le matériel de digestion en contact avec la solution de digestion et le matériel
volumétrique [par exemple avec de l’acide nitrique (5.2) chaud dilué à 10 % en volume dans de l’eau de qualité 1
(5.1)].
Prélever une prise d’essai de 40,0 ml ± 0,2 ml et la placer dans le récipient de digestion (A.3.1).
Ajouter les bâtonnets en verre dépoli (A.3.3).
Ajouter 10,0 ml ± 0,2 ml d’acide nitrique (5.2). En cas de formation trop importante de mousse, ajouter une ou
plusieurs goutte(s) d’agent antimoussant (5.3).
Agiter et laisser reposer jusqu’à l’arrêt de toute réaction visible.
Raccorder le récipient de digestion au réfrigérant de Soxhlet à reflux (A.3.2).
Placer le récipient de digestion dans le dispositif de chauffage avec réglage de température (A.3.4).
Élever lentement la température jusqu’à l’obtention des conditions de reflux,
...