ISO 21587-2:2007
(Main)Chemical analysis of aluminosilicate refractory products (alternative to the X-ray fluorescence method) — Part 2: Wet chemical analysis
Chemical analysis of aluminosilicate refractory products (alternative to the X-ray fluorescence method) — Part 2: Wet chemical analysis
ISO 12677-2:2007 specifies traditional ("wet") methods for the chemical analysis of aluminosilicate refractory products and raw materials. The methods are applicable to the determination of the following: silicon(IV) oxide (SiO2) aluminium oxide (Al2O3) iron(III) oxide (total iron oxide calculated as Fe2O3) titanium(IV) oxide (TiO2) manganese(II) oxide (MnO) calcium oxide (CaO) magnesium oxide (MgO) sodium oxide (Na2O) potassium oxide (K2O) chromium(III) oxide (Cr2O3) zirconium oxide (ZrO2) phosphorous(V) oxide (P2O5) This part of ISO 12677 gives alternatives to the X-ray fluorescence (XRF) method given in ISO 12677:2003.
Analyse chimique des produits réfractaires d'aluminosilicates (méthode alternative à la méthode par fluorescence de rayons X) — Partie 2: Méthodes d'analyse chimique par voie humide
L'ISO 21587-2:2007 spécifie des méthodes traditionnelles («humides») d'analyse chimique des produits et matières premières réfractaires d'aluminosilicates. Les méthodes s'appliquent au dosage des éléments suivants: l'oxyde de silicium(IV) (SiO2) l'oxyde d'aluminium (Al2O3) l'oxyde de fer(III) (oxyde de fer total calculé en tant que Fe2O3) l'oxyde de titane(IV) (TiO2) l'oxyde de manganèse(II) (MnO) l'oxyde de calcium (CaO) l'oxyde de magnésium (MgO) l'oxyde de sodium (Na2O) l'oxyde de potassium (K2O) l'oxyde de chrome(III) (Cr2O3) l'oxyde de zirconium (ZrO2) l'oxyde de phosphore(V) (P2O5) La présente partie de l'ISO 21587 fournit une méthode alternative à la méthode par fluorescence de rayons X (FRX) donnée dans l'ISO 12677:2003.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21587-2
First edition
2007-03-01
Chemical analysis of aluminosilicate
refractory products (alternative to the
X-ray fluorescence method) —
Part 2:
Wet chemical analysis
Analyse chimique des produits réfractaires d'aluminosilicates (méthode
alternative à la méthode par fluorescence de rayons X) —
Partie 2: Méthodes d'analyse chimique par voie humide
Reference number
ISO 21587-2:2007(E)
©
ISO 2007
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ISO 21587-2:2007(E)
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ISO 21587-2:2007(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Determination of residual silicon(IV) oxide in solution . 2
4 Determination of aluminium oxide. 3
5 Determination of iron(III) oxide. 5
6 Determination of titanium(IV) oxide . 7
7 Determination of manganese(II) oxide by permanganate absorption spectrophotometric
method . 9
8 Determination of calcium oxide . 10
9 Determination of magnesium oxide. 11
10 Determination of sodium oxide by flame photometry . 12
11 Determination of potassium oxide by flame photometry . 14
12 Determination of chromium(III) oxide using diphenylcarbazide. 14
13 Determination of zirconium oxide by Xylenol orange. 16
14 Determination of phosphorus(V) oxide by molybdenum blue. 17
15 Test report . 19
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ISO 21587-2:2007(E)
Foreword
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ISO 21587-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 33, Refractories.
ISO 21587 consists of the following parts, under the general title Chemical analysis of aluminosilicate
refractory products (alternative to the X-ray fluorescence method):
⎯ Part 1: Apparatus, reagents, dissolution and gravimetric silica
⎯ Part 2: Wet chemical analysis
⎯ Part 3: Inductively coupled plasma and atomic absorption spectrometry methods
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 21587-2:2007(E)
Chemical analysis of aluminosilicate refractory products
(alternative to the X-ray fluorescence method) —
Part 2:
Wet chemical analysis
1 Scope
This part of ISO 21587 specifies traditional ("wet") methods for the chemical analysis of aluminosilicate
refractory products and raw materials.
The methods are applicable to the determination of the following:
⎯ silicon(IV) oxide (SiO )
2
⎯ aluminium oxide (Al O )
2 3
⎯ iron(III) oxide (total iron oxide calculated as Fe O )
2 3
⎯ titanium(IV) oxide (TiO )
2
⎯ manganese(II) oxide (MnO)
⎯ calcium oxide (CaO)
⎯ magnesium oxide (MgO)
⎯ sodium oxide (Na O)
2
⎯ potassium oxide (K O)
2
⎯ chromium(III) oxide (Cr O )
2 3
⎯ zirconium oxide (ZrO )
2
⎯ phosphorous(V) oxide (P O )
2 5
This part of ISO 21587 gives alternatives to the X-ray fluorescence (XRF) method given in ISO 12677:2003,
Chemical analysis of refractory products by XRF — Fused cast bead method.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 21587-1:2007, Chemical analysis of aluminosilicate refractory products (alternative to the X-ray
fluorescence method) — Part 1: Apparatus, reagents, dissolution and gravimetric silica
ISO 26845, Chemical analysis of refractories — General requirements for wet chemical analysis, atomic
absorption spectrometry and inductively coupled plasma methods
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ISO 21587-2:2007(E)
3 Determination of residual silicon(IV) oxide in solution
3.1 Principle
An aliquot portion of the stock solution (S1) or (S′1), after pH adjustment, is treated with ammonium
molybdate and the silicomolybdate is reduced to yield molybdenum blue, the absorbance of which is
measured.
The sum of this residual silicon(IV) oxide in solution plus the mass of silicon(IV) oxide (m − m ) derived in
1 2
ISO 21587-1:2007, 4.2.2.3 or 4.2.3.3, gives the total silicon(IV) oxide content.
3.2 Procedure
This determination should be commenced with little delay after the stock solution (S1) or (S′1) is prepared, as
prolonged standing can allow polymerization of silica to occur, leading to low results.
Transfer 10 ml of stock solution (S1) or (S′1) obtained in 4.2.2.3 or 4.2.3.3 of ISO 21587-1:2007 to a 100 ml
plastic beaker, and add 2 ml of hydrofluoric acid (1+9), mix with a plastic rod and allow to stand for 10 min.
Then add 50 ml of boric acid solution. Add 2 ml of ammonium molybdate solution while mixing at a
temperature of 25 °C, and allow to stand for 10 min. Add 5 ml of L(+)-tartaric acid solution while stirring, and
after 1 min add to it 2 ml of L(+)-ascorbic acid solution. Transfer the solution to a 100 ml volumetric flask, dilute
to the mark with water, mix, and allow to stand for 60 min.
Measure the absorbance of the solution in a 10 mm cell at a wavelength of 650 nm using water as the
reference.
3.3 Plotting the calibration graph
Transfer 0, 2, 4, 6, 8 and 10 ml aliquot portions (0 mg to 0,4 mg as silicon(IV) oxide) of dilute standard
silicon(IV) oxide solution (SiO 0,04 mg/ml) into several 100 ml plastic beakers, and to each add 10 ml of
2
blank solution (B1) or (B′1) obtained in 4.2.2.4 or 4.2.3.4 of ISO 21587-1:2007. Treat these solutions and
measure the absorbance as given in 3.2, and plot the absorbances against the amounts of silicon(IV) oxide.
Prepare the calibration graph by adjusting the curve so that it passes through the point of origin.
3.4 Calculation
Calculate the mass fraction of silicon(IV) oxide, w , as a percentage, using the following equation, with the
SiO
2
absorbances obtained by the procedure in 3.2 and the plotting of the calibration graph by the procedure in 3.3.
500
mm−+m−m×
()()
12 3 4
10
(1)
w=×100
SiO
2
m
where
m is the mass, in g, from 4.2.2.3 or 4.2.3.3 of ISO 21587-1:2007;
1
m is the mass, in g, from 4.2.2.3 or 4.2.3.3 of ISO 21587-1:2007;
2
m is the mass, in g, of silicon(IV) oxide in the aliquot portion of stock solution (S1) or (S′1) as
3
applicable;
m is the mass, in g, of silicon(IV) oxide in the aliquot portion of blank solution (B1) or (B′1) as
4
applicable;
m is the mass, in g, of the test portion from 4.2.2.2 or 4.2.3.2 of ISO 21587-1:2007.
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ISO 21587-2:2007(E)
4 Determination of aluminium oxide
4.1 General
The determination of titanium(IV) oxide is carried out using one of the following methods:
a) separation by cupferron-CyDTA-zinc back titration method;
b) CyDTA-zinc back titration method (without separation method).
4.2 Separation by cupferron-CyDTA-zinc back titration method
4.2.1 Principle
Hydrochloric acid is added to an aliquot portion of stock solution (S1) or (S′1), obtained in 4.2.2.3 or 4.2.3.3 of
ISO 21587-1:2007, to adjust the acidity. Iron, titanium, manganese and zirconium are separated from the
solution by solvent extraction with cupferron solution and the precipitate removed by dissolution in chloroform.
The organic phase is discarded. Excess standard volumetric CyDTA solution is added to the aqueous solution
after adjusting the pH with ammonia solution, and a chelate compound of aluminium CyDTA is formed. The
pH is further adjusted by the addition of ammonium acetate buffer solution and an equivalent volume of
ethanol is added to the solution. The amount of excess CyDTA is determined by back-titration with standard
volumetric zinc solution using dithizone as an indicator and the content of aluminium oxide calculated.
4.2.2 Procedure
Transfer a 100 ml aliquot portion of the stock solution (S1) or (S′1), obtained in 4.2.2.3 or 4.2.3.3 of
ISO 21587-1:2007, to a 500 ml separating funnel and add 20 ml of hydrochloric acid (concentrated) To the
solution, add 20 ml of chloroform and 10 ml of cupferron solution. Stopper the funnel and shake vigorously.
Release the pressure in the funnel by carefully removing the stopper and rinse the stopper and neck of the
funnel with a little water. Allow the layers to separate and withdraw the chloroform layer. Confirm that
extraction is complete by checking that the addition of a few drops of the cupferron solution to the aqueous
solution does not produce a permanent coloured precipitate. Add further 10 ml portions of the chloroform and
repeat the extraction until the chloroform layer is colourless. Wash the stem of the funnel, inside and out, with
chloroform, using a polyethylene wash bottle. Discard the chloroform extracts; do not allow them to dry as
there can be an explosion risk. Transfer the aqueous solution and washings from the funnel into a 1 l conical
flask. Add a few drops of bromophenol blue indicator and ammonia solution (concentrated) until the solution is
just alkaline. Re-acidify quickly with hydrochloric acid (concentrated) and add 5 to 6 drops in excess. Cool to
room temperature. Add sufficient standard volumetric CyDTA solution [c(CyDTA) = 0,05 mol/l] to combine with
the aluminium oxide present, and a few millilitres in excess.
NOTE 1 1 ml of standard volumetric CyDTA solution [c(CyDTA) = 0,05 mol/l] is equivalent to 1,275 % Al 0 for a
2 3
100 ml aliquot portion.
Add ammonium acetate buffer solution until the indicator turns blue, followed by 10 ml in excess. Add a
volume of the ethanol equal to the total volume of the solution. If sulfates are precipitated by the alcohol, add
just enough water to re-dissolve them. Add 20 ml of hydroxyammonium chloride and 1 ml to 2 ml of dithizone
indicator, and titrate with standard volumetric zinc solution [c(Zn) = 0,05 mol/l] from green to the first
appearance of a permanent pink colour.
NOTE 2 The end point is often improved by the addition of a little naphthol green B solution (1 g/l) to eliminate any pink
colour which can be formed in the solution on addition of the indicator.
4.2.3 Blank test
Transfer an aliquot portion of blank solution (B1) or (B′1) obtained in 4.2.2.4 or 4.2.3.4 of ISO 21587-1:2007
and carry out the procedure given in 4.2.2. Use the same volumes of the aliquot portion of blank solution (B1)
or (B′1) and standard volumetric CyDTA solution [c(CyDTA) = 0,05 mol/l] as those for the corresponding stock
solution (S1) or (S′1).
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4.2.4 Calculation
Calculate the mass fraction of aluminium oxide in the sample as follows.
If the standard volumetric CyDTA solution [c(CyDTA) = 0,05 mol/l] is not exactly 0,05 mol/l, calculate the
equivalent volume of standard volumetric CyDTA solution.
Calculate the mass fraction of aluminium oxide, w , as a percentage, using the equation
Al O
2 3
w =−1,275VV (2)
()
Al O 1
23
where
V is the volume of standard volumetric CyDTA solution [c(CyDTA) = 0,05 mol/l] added, in ml;
V is the volume of standard volumetric zinc solution [c(Zn) = 0,05 mol/l] used in the back-titration, in ml,
1
for a 1 g test sample.
4.3 CyDTA-Zinc back titration method (without separation method)
4.3.1 Principle
Excess standard volumetric CyDTA solution is added to an aliquot of stock solution (S1) or (S′1). A chelate
compound of aluminium CyDTA is formed by adjusting the pH with ammonia water. The pH is further adjusted
by the addition of hexamethylenetetramine. The amount of remaining CyDTA is determined by back-titration
with standard volumetric zinc solution, using xylenol orange as an indicator. The content of aluminium oxide is
calculated by adjusting the content of iron(III) oxide, titanium(IV) oxide, manganese(II) oxide and zirconium
oxide by other methods.
4.3.2 Procedure
Determination is carried out in accordance with the following procedure.
Transfer precisely 50 ml of stock solution (S1) or (S′1), obtained in 4.2.2.3 or 4.2.3.3 of ISO 21587-1:2007, to
a beaker (300 ml), and add 2 ml of hydrochloric acid (1+1). Then add a precisely known amount of standard
volumetric CyDTA solution [c(CyDTA) = 0,02 mol/l], and dilute to 100 ml with water.
NOTE The relation between the volume of the aliquot of standard volumetric CyDTA solution [c(CyDTA) = 0,02 mol/l]
and the mass fraction of aluminum oxide, iron(III) oxide, and titanium(IV) oxide are shown in Table 1.
Table 1 — Aliquots of stock solution (S1) or (S′1) and volume of standard volumetric CyDTA solution
Sum of mass fractions of aluminum oxide, iron(III) Volume of standard volumetric
oxide and titanium(IV) oxide CyDTA solution
[c(CyDTA) = 0,02 mol/l]
% ml
less than 10 20
10 to 20 30
20 to 30 40
30 to 50 50
Add 1 g of hexamethylenetetramine and a drop of methyl orange solution as an indicator. Then, drop in
ammonia water (1+1), and ammonia water (1+9) of up to pH 3 indicating a slightly orange colour. If ammonia
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water is added excessively, the pH is adjusted to less than 3 (showing a red colour) by adding hydrochloric
acid (1+1). Then, subsequently, carry out the identical adjustment. Add 5 g of hexamethylenetetramine of up
to pH 5,5 to 5,8, add 4 or 5 drops of xylenol orange solution as an indicator, and titrate with standard
volumetric zinc solution [c(Zn) = 0,02 mol/l]. In the vicinity of the end point, titration is carried out gently while
mixing, and the end point is decided when the colour changes from yellow to the first appearance of a
permanent reddish colour.
4.3.3 Blank test
Transfer an aliquot of blank solution (B1) or (B′1), obtained in 4.2.2.4 or 4.2.3.4 of ISO 21587-1:2007, and
carry out the procedure in accordance with 4.3.2. The volumes of the aliquot of blank solution (B1) or (B′1)
and standard volumetric CyDTA solution [c(CyDTA) = 0,02 mol/l] are the same as those for the corresponding
stock solution (S1) or (S′1).
4.3.4 Calculation
Calculate the mass fraction of aluminum oxide in the sample, w , as a percentage, using the following
Al O
2 3
equation:
VV−×F× 0,001019 6
( ) 500
21
w=×× 100−
Al O
23
m 50
(3)
⎡⎤
0,638×ww+ +×0,729w +×0,414w
()
Fe O TiO MnO ZrO
⎢⎥23 2 2
⎣⎦
where
V is the used quantity, in ml, of standard volumetric zinc solution [c(Zn) = 0,02 mol/l] in 4.3.2;
1
V is the used quantity, in ml, of standard volumetric zinc solution [c(Zn) = 0,02 mol/l] in 4.3.3;
2
F is the factor of standard volumetric zinc solution [c(Zn) = 0,02 mol/l];
m is the mass, in g, of sample in 4.2.2.2 or 4.2.3.2 in ISO 21587-1:2007;
w is the mass fraction, in %, of iron(III) oxide determined in Clause 5 or ISO 21587-3:2007
Fe O
2 3
(Clause 4);
w is the mass fraction, in %, of titanium(IV) oxide determined in Clause 6 or ISO 21587-3:2007
TiO
2
(Clause 5);
w is the mass fraction, in %, of manganese(II) oxide determined in Clause 7 or ISO 21587-3:2007
MnO
(Clause 6 or 18);
w is the mass fraction, in %, of zirconium oxide determined in Clause 13 or ISO 21587-3:2007
ZrO
2
(Clause 12).
5 Determination of iron(III) oxide
5.1 Principle
Two methods are given, using alternative reducing agents for the ferric oxide in solution. The iron in stock
solution (S1) or (S′1) is reduced with L(+)-ascorbic acid or hydroxyammonium chloride, 1,10-phenanthroline is
added, and the pH is adjusted by adding ammonium acetate. The absorbance is measured.
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ISO 21587-2:2007(E)
5.2 Procedure
Transfer 5 ml of stock solution (S1) or (S′1) obtained in 4.2.2.3 or 4.2.3.3 in ISO 21587-1:2007 into a 100 ml
volumetric flask.
5 ml of aliquot volume is a typical amount. An aliquot volume of stock solution (S1) or (S′1) should be adjusted
according to the mass fraction of iron(III) oxide in the sample as shown in Table 2.
Table 2 — Aliquot volume of stock solution (S1) or (S′1)
Mass fraction of iron(III)
Aliquot volume of stock solution (S1) or (S′1)
oxide
% ml
Less than 0,5 25
0,5 to 1,5 10
More than 1,5 5
Reduce the solution by one of the following methods.
a) Reduce with ascorbic acid by diluting to about 60 ml with water, and adding 5 ml of L(+)-tartaric acid
solution and 2 ml of L(+)-ascorbic acid solution while shaking. Add 10 ml of 1,10-phenanthrolinium
chloride solution (1 g/l) and 10 ml of ammonium acetate solution (20 %). Dilute to the mark with water,
then allow to stand for 30 min.
b) Reduce with hydroxyammonium chloride by adding 2 ml of hydroxyammonium chloride solution or L(+)
ascorbic acid solution (100 g/l), 5 ml of 1,10-phenanthroline solution (10 g/l) and 5 ml of ammonium
acetate solution (100 g/l). Allow the solution to stand for 15 min, dilute to the mark and mix. The colour is
stable between 15 min and 75 min after the addition of the ammonium acetate solution.
Measure the absorbance of the solution in a 10 mm cell at a wavelength of 510 nm or a colour filter against
water in a suitable instrument.
5.3 Blank test
Transfer the same volume of the blank solution (B1) or (B′1), obtained in 4.2.2.4 or 4.2.3.4 of
ISO 21587-1:2007, as that of stock solution (S1) or (S′1), and carry out the appropriate procedure given in 5.2
a) or b), as applicable.
5.4 Plotting the calibration graph
Transfer 0 (as reference), 5,0, 10,0 and 15,0 ml portions [0 mg to 0,6 mg as iron(III) oxide] of the dilute
standard iron(III) oxide solution (Fe O 0,04 mg/ml) into several 100 ml volumetric flasks. Treat these
2 3
solutions in accordance with 5.2 a) or b) and measure the absorbance against the reference solution. Then
plot the relation between the absorbances and mass of iron(III) oxide. Prepare the calibration graph by
adjusting the curve so that it passes through the point of origin.
5.5 Calculation
Calculate the mass fraction of iron(III) oxide in the sample, w , as a percentage, using the following
Fe O
2 3
equation. Use the amount of iron(III) oxide that is derived from the absorbance in 5.2 and the calibration in 5.4.
mm−
500
12
w =×× 100 (4)
Fe O
23
mV
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ISO 21587-2:2007(E)
where
m is the mass, in g, of iron(III) oxide in the aliquot portion of stock solution (S1) or (S′1);
1
m is the mass, in g, of iron(III) oxide in the aliquot portion of blank solution (B1) or (B′1);
2
m is the mass, in g, of the test portion in 4.2.2.3 or 4.2.3.3 in ISO 21587-1:2007;
V is the volume, in ml, of the aliquot portion taken from stock solution (S1) or (S′1) in 5.2, i.e. 5 ml.
6 Determination of titanium(IV) oxide
6.1 General
The determination of titanium(IV) oxide is carried out using one of the following methods:
a) di-antipyrylmethane (DAM) absorption spectrophotometric method;
b) hydrogen peroxide absorption spectrophotometric method.
6.2 DAM absorption spectrophotometric method
6.2.1 Principle
An aliquot portion of stock solution (S1) or (S′1) is adjusted for acidity. The iron is reduced with an addition of
L(+)-ascorbic acid and diantipyrylmethane. The absorbance of the colour produced is then measured.
6.2.2 Procedure
Carry out the determination using the following procedure.
Transfer 5 ml of stock solution (S1) or (S′1), obtained in 4.2.2.3 or 4.2.3.3 of ISO 21587-1:2007, into a 50 ml
volumetric flask.
5 ml of aliquot volume is a typical amount. An aliquot volume of stock solution (S1) or (S′1) should be adjusted
according to the mass fraction of titanium(IV) oxide in the sample as shown in Table 3.
Table 3 — Aliquot taken from stock solution (S1) or (S′1)
Mass fraction of titanium(IV) Aliquot taken
oxide
% ml
Less than 0,5 25
0,5 to 1,5 10
More than 1,5 5
Add 5 ml of hydrochloric acid (1+1) and 2 ml of L(+)-ascorbic acid solution, and allow to stand for 1 min, then
add 15 ml of DAM solution, and dilute to the mark with water. Allow the solution to stand for approximately
90 min. Measure the absorbance of the solution in a 10 mm cell at a wavelength of 390 nm against water.
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ISO 21587-2:2007(E)
6.2.3 Blank test
Using the same volume of blank solution (B1) or (B′1), obtained in 4.2.2.4 or 4.2.3.4 in ISO 21587-1:2007, as
that of stock solution (S1) or (S′1), carry out the procedure described in 6.2.2.
6.2.4 Plotting the calibration graph
Transfer 0 (as reference), 5, 10, 15, 20 and 25 ml aliquot portions [0 mg to 0,25 mg as titanium(IV) oxide] of
the dilute standard titanium(IV) oxide solution (TiO 0,01 mg/ml) into each of several 50 ml volumetric flasks.
2
Treat these solutions as in 6.2.3 and measure the absorbance against the reference solution. Plot the relation
between the absorbance and the amount of titanium(IV) oxide. Prepare the calibration graph by adjusting the
curve so that it passes through the point of origin.
6.2.5 Calculation
Calculate the mass fraction of titanium(IV) oxide, w , in the sample as a percentage, using the following
TiO
2
equation, with the amount of titanium(IV) oxide that is derived from the absorbance in 6.2.2 and 6.2.3, and the
calibration in 6.2.4.
mm− 500
12
w=×× 100 (5)
TiO
2
mV
where
m is the mass, in g, of titanium(IV) oxide in the aliquot portion of stock solution (S1) or (S′1),
1
m is the mass, in g, of titanium(IV) oxide in the aliquot portion of blank solution (B1) or (B′1);
2
V is the volume, in ml, of the aliquot portion taken from the stock solution in 6.2.2;
m is the mass, in g, of the test portion in 4.2.2.2 or 4.2.3.2 in ISO 21587-1:2007.
6.3 Hydrogen peroxide absorption spectrophotometric method
6.3.1 Principle
The colour from the iron content of the stock solution (S1) or (S′1) is masked by an addition of phosphoric acid
and the titanium is reacted with hydrogen peroxide. The absorbance is measured.
6.3.2 Procedure
Carry out the determination using the following procedure.
Transfer 20 ml of stock solution (S1) or (S′1) obtained in 4.2.2.3 or 4.2.3.3 in ISO 21587-1:2007 into each of
two 50 ml volumetric flasks, A and B.
To each flask, add 10 ml of phosphoric acid (2+3), and to flask A only add 10 ml of hydrogen peroxide solution
(6 % by mass). Allow to stand for 10 min. Dilute each to the mark with water and shake vigorously. Measure
the absorbance of the solution in flask A against that in flask B, using a 10 mm cell at a wavelength of 398 nm
or using a colour filter in a suitable instrument.
6.3.3 Blank test
Using the same volume of blank solution (B1) or (B′1) as that of the aliquot portion of stock solution (S1) or
(S′1), obtained in 4.2.2.4 or 4.2.3.4 in ISO 21587-1:2007, carry out the procedure described in 6.3.2.
8 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 21587-2:2007(E)
6.3.4 Plotting the calibration graph
Transfer 0 (as reference), 10, 20, 30 and 40 ml aliquot portions [0 mg to 4,0 mg as titanium(IV) oxide] of the
dilute standard titanium(IV) oxide solution (TiO 0,1 mg/ml) into five 100 ml volumetric flasks, and treat these
2
solutions as in 6.3.2. Then measure the absorbance against the reference solution (0 ml). Plot the relation
between the absorbance and the mass of titanium(IV) oxide. Prepare the calibration graph by adjusting the
curve so that it passes through the point of origin.
6.3.5 Calculation
Calculate the mass fraction of titanium(IV) oxide, w , as a percentage, using the following equation, with the
TiO
2
amount of titanium(IV) oxide that is derived from the absorbance in 6.3.2 and 6.3.3, and the calibration in 6.3.4.
mm− 500
12
w=×× 100 (6)
TiO
2
m 50
where
m is the mass, in g, of titanium(IV) oxide in the aliquot portion of stock solution (S1) or (S′1);
1
m is the mass, in g, of titanium(IV) oxide in the aliquot portion of blank solution (B1) or (B′1);
2
m is the mass, in g, of the test portion in 4.2.2.2 or 4.2.3.2 in ISO 21587-1:2007.
7 Determination of manganese(II) oxide by permanganate absorption
spectrophotometric method
7.1 Principle
Chloride ions are removed from aliquot portions of stock solutions (S1) or (S′1) by evaporating with sulfuric
acid until white fumes appear. The manganese is converted to permanganate by oxidation with potassium
periodate, and the absorbance is measured. Phosphoric acid is used to prevent the interference from iron(III)
salts and the possible precipitation of manganese(IV) oxide.
7.2 Procedure
Transfer a 50 ml aliquot portion of stock solution (S1) or (S′1) obtained in 4.2.2.3 or 4.2.3.3 in
ISO 21587-1:2007 into a 250 ml beaker.
Add 10 ml of sulfuric acid (1+1), and 5 ml of nitric acid (65 % by mass) and evaporate to remove chloride ions
(and in the case of solution (S′1), to decompose the poly(ethylene oxide)), until the sulfuric acid begins to
fume intensively. After cooling, add 20 ml of nitric acid (65 % by mass), 10 ml of phosphoric acid (1+9) and
approximately 50 ml of water. Boil to dissolve any salts and to remove nitrous gases, then allow to cool slightly.
Add 0,2 g of potassium periodate and boil again for 2 min. and then transfer to a steam bath for 10 min. Allow
the solution to cool and transfer to a 100 ml volumetric flask. Dilute to the mark of the flask with water and
shake vigorously. Measure the absorbance of the solution in a 10 mm cell at a wavelength of 524 nm or using
a colour filter against water in a suitable instrument.
7.3 Blank test
Use the same volume of blank solution (B1) or (B′1), obtained in 4.2.2.4
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 21587-2
Première édition
2007-03-01
Analyse chimique des produits
réfractaires d'aluminosilicates (méthode
alternative à la méthode par fluorescence
de rayons X) —
Partie 2:
Méthodes d'analyse chimique par voie
humide
Chemical analysis of aluminosilicate refractory products (alternative to
the X-ray fluorescence method) —
Part 2: Wet chemical analysis
Numéro de référence
ISO 21587-2:2007(F)
©
ISO 2007
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ISO 21587-2:2007(F)
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Publié en Suisse
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ISO 21587-2:2007(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 2
3 Dosage de l'oxyde de silicium résiduel(IV) en solution. 2
4 Dosage de l'oxyde d'aluminium . 3
5 Dosage de l'oxyde de fer(III) . 6
6 Dosage de l'oxyde de titane(IV). 7
7 Dosage de l'oxyde de manganèse(III) par la méthode spectrométrique à absorption au
permanganate . 10
8 Dosage de l'oxyde de calcium. 11
9 Dosage de l'oxyde de magnésium . 11
10 Dosage de l'oxyde de sodium par photométrie de flamme. 13
11 Dosage de l'oxyde de potassium . 14
12 Dosage de l'oxyde de chrome(III) en utilisant du diphénylcarbazide. 15
13 Dosage de l'oxyde de zirconium au xylénol orange . 16
14 Dosage de l'oxyde de phosphore(V) au bleu de molybdène. 18
15 Rapport d'essai . 19
© ISO 2007 – Tous droits réservés iii
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ISO 21587-2:2007(F)
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 2.
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 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.
L'ISO 21587-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 33, Matériaux réfractaires.
L'ISO 21587 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Analyse chimique des produits
réfractaires d'aluminosilicates (méthode alternative à la méthode par fluorescence de rayons X):
⎯ Partie 1: Appareillage, réactifs, dissolution et teneur en silice par gravimétrie
⎯ Partie 2: Méthodes d'analyse chimique par voie humide
⎯ Partie 3: Méthodes par spectrométrie d'absorption atomique (AAS) et spectrométrie d'émission atomique
avec plasma induit par haute fréquence (ICP-AES)
iv © ISO 2007 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 21587-2:2007(F)
Analyse chimique des produits réfractaires d'aluminosilicates
(méthode alternative à la méthode par fluorescence de
rayons X) —
Partie 2:
Méthodes d'analyse chimique par voie humide
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 21587 spécifie des méthodes traditionnelles («humides») d'analyse chimique des
produits et matières premières réfractaires d'aluminosilicates.
Les méthodes s'appliquent au dosage des éléments suivants:
⎯ l'oxyde de silicium(IV) (SiO )
2
⎯ l'oxyde d'aluminium (Al O )
2 3
⎯ l'oxyde de fer(III) (oxyde de fer total calculé en tant que Fe O )
2 3
⎯ l'oxyde de titane(IV) (TiO )
2
⎯ l'oxyde de manganèse(II) (MnO)
⎯ l'oxyde de calcium (CaO)
⎯ l'oxyde de magnésium (MgO)
⎯ l'oxyde de sodium (Na O)
2
⎯ l'oxyde de potassium (K O)
2
⎯ l'oxyde de chrome(III) (Cr O )
2 3
⎯ l'oxyde de zirconium (ZrO )
2
⎯ l'oxyde de phosphore(V) (P O )
2 5
La présente partie de l'ISO 21587 fournit une méthode alternative à la méthode par fluorescence de rayons X
(FRX) donnée dans l'ISO 12677:2003, Analyse chimique des matériaux réfractaires par fluorescence de
rayons X — Méthode de la perle fondue.
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ISO 21587-2:2007(F)
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables à l'application 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 21587-1:2006, Analyse chimique des produits réfractaires d'aluminosilicates (méthode alternative à la
méthode par fluorescence de rayons X) — Partie 1: Appareillage, réactifs, dissolution et silice gravimétrique
ISO 26845, Analyse chimique des matériaux réfractaires — Exigences générales pour les méthodes
d'analyse chimique par voie humide, par AAS et par ICP
3 Dosage de l'oxyde de silicium résiduel(IV) en solution
3.1 Principe
Une partie aliquote de la solution mère (S1) ou (S′1), après ajustement du pH, est traitée avec du molybdate
d'ammonium et le silicomolybdate d'ammonium, et est réduit en bleu de molybdène dont l'absorbance est
mesurée.
La somme de cet oxyde résiduel de silicium(IV) en solution et la masse de l'oxyde du silicium(IV) (m − m )
1 2
dérivée de l'ISO 21587-1:2007, 4.2.2.3 ou 4.2.3.3, donne la teneur totale d'oxyde de silicium(IV).
3.2 Mode opératoire
Il convient que ce dosage débute peu de temps après que la solution mère (S1) ou (S′1) a été préparée, car
la conservation prolongée peut entraîner la polymérisation de la silice aboutissant à des résultats bas.
Transvaser 10 ml de solution mère (S1) ou (S′1) obtenue en 4.2.2.3 ou 4.2.3.3 de l'ISO 21587-1:2007 dans
un bécher en plastique de 100 ml et ajouter 2 ml d'acide fluorhydrique (1+9), mélanger avec une tige en
plastique et laisser se reposer pendant 10 min. Puis ajouter 50 ml de solution d'acide borique. Ajouter 2 ml de
solution de molybdate d'ammonium tout en mélangeant à une température de 25 °C et laisser reposer
pendant 10 min. Ajouter 5 ml de solution d'acide L+(-)tartrique tout en agitant, et après 1 min ajouter 2 ml de
solution d'acide L+(-)ascorbique. Transvaser la solution dans une fiole jaugée de 100 ml, diluer avec de l'eau
jusqu'au trait, et laisser reposer pendant 60 min.
Mesurer l'absorbance de la solution dans une cellule de 10 mm à une longueur d'onde de 650 nm en utilisant
comme référence l'eau.
3.3 Traçage de la courbe d'étalonnage
Transvaser 0, 2, 4, 6, 8, 10 ml de parties aliquotes [de 0 mg à 0,4 mg d'oxyde de silicium(IV)]de solution
étalon diluée d'oxyde de silicium(IV) (SiO 0,04 mg/ml) dans plusieurs béchers en plastique de 100 ml et dans
2
chacun ajouter 10 ml de solution témoin (B1) ou (B′1) obtenues en 4.2.2.4 ou 4.2.3.4 de l'ISO 21587-1:2007.
Traiter ces solutions et mesurer l'absorbance telle que décrit en 3.2 et tracer cette dernière en fonction de la
quantité d'oxyde de silicium(IV). Tracer la courbe d'étalonnage en l'ajustant de sorte qu'elle passe par le point
d'origine.
3.4 Calcul
Calculer la fraction massique d'oxyde de silicium(IV), w , en pourcentage, en utilisant l'équation suivante
SiO
2
avec les absorbances obtenues par le mode opératoire donné en 3.2, et le traçage de la courbe d'étalonnage
donné en 3.3.
500
mm−+m−m×
()()
12 3 4
10
w=× 100 (1)
SiO
2
m
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ISO 21587-2:2007(F)
où
m est la masse, en grammes, obtenue en 4.2.2.3 ou 4.2.3.3 de l'ISO 21587-1:2007;
1
m est la masse, en grammes, obtenue en 4.2.2.3 ou 4.2.3.3 de l'ISO 21587-1:2007;
2
m est la masse, en grammes, d'oxyde de silicium(IV) dans la partie aliquote de la solution mère (S1)
1
ou (S′1) tel qu'applicable;
m est la masse, en grammes, d'oxyde de silicium(IV) dans la partie aliquote de la solution témoin
2
(B1) ou (B′1) tel qu'applicable;
m est la masse, en grammes, de la prise d'essai à partir de 4.2.2.2 ou 4.2.3.2 de l'ISO 21587-1:2007.
4 Dosage de l'oxyde d'aluminium
4.1 Généralités
Le dosage de l'oxyde de titane(IV) est réalisé en utilisant une des méthodes suivantes:
a) méthode de séparation par cupferron, CyDTA et titrage en retour au zinc;
b) méthode par CyDTA et titrage en retour au zinc (sans la méthode de séparation).
4.2 Méthode de séparation par cupferron, CyDTA et titrage en retour au zinc
4.2.1 Principe
Pour ajuster l'acidité, de l'acide chlorhydrique est ajouté à une partie aliquote de la solution mère (S1) ou (S′1),
obtenue en 4.2.2.3 ou 4.2.3.3 de l'ISO 21587-1:2007. Le fer, le titane, le manganèse et le zirconium sont
séparés de la solution par extraction au solvant avec la solution de cupferron et le précipité est éliminé par
dissolution dans du chloroforme. La phase organique est rejetée. Une solution étalon volumétrique CyDTA est
ajoutée en excès à la solution aqueuse, après ajustement du pH avec une solution ammoniacale et il se forme
un composé chélaté de CyDTA d'aluminium. Le pH est encore ajusté par ajout d'une solution tampon
d'acétate d'ammonium et un volume équivalent d'éthanol est ajouté à la solution. La quantité excédentaire de
CyDTA est déterminée par titrage en retour avec une solution étalon volumétrique de zinc, en utilisant la
dithizone comme indicateur et la fraction massique d'oxyde d'aluminium est calculée.
4.2.2 Mode opératoire
Transvaser une partie aliquote de 100 ml de la solution mère (S1) ou (S′1), obtenue en 4.2.2.3 ou 4.2.3.3 de
l'ISO 21587-1:2007, dans une ampoule à décanter de 500 ml et ajouter 20 ml d'acide chlorhydrique
(concentré). Ajouter à la solution 20 ml de chloroforme et 10 ml de solution de cupferron. Boucher l'ampoule
et agiter vigoureusement. Libérer la pression dans l'ampoule en retirant le bouchon avec précaution puis
rincer à l'eau le bouchon et le col de l'ampoule. Laisser les phases se séparer et retirer la couche de
chloroforme. S'assurer que l'extraction est totale en vérifiant que l'ajout de quelques gouttes de la solution de
cupferron à la solution aqueuse ne produise pas un précipité permanent coloré. Ajouter encore des prises
d'essai de 10 ml de chloroforme et recommencer l'extraction jusqu'à ce que la couche de chloroforme soit
incolore. Laver au chloroforme l'intérieur et l'extérieur du corps de l'ampoule, au moyen d'une pissette en
polyéthylène. Mettre au rebut les extraits de chloroforme; ne pas les laisser sécher car il y a risque
d'explosion. Transvaser la solution aqueuse et les solutions de lavage de l'ampoule dans une fiole Erlenmeyer
de 1 l. Ajouter quelques gouttes d'indicateur de bleu de bromophénol puis ajouter la solution ammoniacale
(concentrée) jusqu'à ce qu'elle soit juste alcaline. Acidifier à nouveau rapidement à l'acide chlorhydrique
(concentré) et ajouter 5 à 6 gouttes supplémentaires. Refroidir à température ambiante. Ajouter suffisamment
de solution étalon volumétrique de CyDTA [c(CyDTA) = 0,05 mol/l] pour qu'elle se combine à l'alumine
présente et rajouter quelques millilitres supplémentaires.
NOTE 1 1 ml de solution étalon volumétrique CyDTA [c(CyDTA) = 0,05 mol/l] équivaut à 1,275 % de Al O , pour une
2 3
partie aliquote de 100 ml.
© ISO 2007 – Tous droits réservés 3
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ISO 21587-2:2007(F)
Ajouter la solution tampon d'acétate d'ammonium jusqu'à ce que l'indicateur tourne au bleu et compléter de
10 ml supplémentaires. Ajouter un volume d'éthanol égal au volume total de la solution. Si les sulfates sont
précipités par l'alcool, ajouter juste suffisamment d'eau pour les redissoudre. Ajouter 20 ml de chlorure
d'hydroxyammonium et 1 ml à 2 ml de dithizone comme indicateur et titrer avec la solution étalon
volumétrique de zinc [c(Zn) = 0,05 mol/l] en observant le passage du vert à la première apparition d'une
couleur rose permanente.
NOTE 2 Le point de virage est souvent amélioré par l'ajout d'une légère quantité de solution de naphthol vert B (1 g/l)
de manière à éliminer toute couleur rose qui pourrait se former dans la solution lorsque l'indicateur est ajouté.
4.2.3 Essai à blanc
Transvaser une partie aliquote de la solution témoin (B1) ou (B′1), obtenue en 4.2.2.4 ou 4.2.3.4 de
l'ISO 21587-1:2007, et suivre le mode opératoire décrit en 4.2.2. Utiliser les mêmes volumes de la partie
aliquote de la solution témoin (B1) ou (B′1) et de la solution étalon volumétrique CyDTA [c(CyDTA) =
0,05 mol/l] que ceux correspondant à la solution mère (S1) ou (S′1).
4.2.4 Calcul
Calculer, dans l'échantillon, la fraction massique d'oxyde d'aluminium comme suit.
Si la solution étalon volumétrique CyDTA [c(CyDTA) = 0,05 mol/l] n'est pas exactement à 0,05 mol/l, calculer
le volume équivalent de la solution étalon volumétrique CyDTA.
Calculer la fraction massique d'oxyde d'aluminium, w , exprimée en pourcentage, en utilisant l'équation
Al O
2 3
wV=−1,275V (2)
()
Al O 1
23
où
V est le volume de la solution étalon volumétrique CyDTA [c(CyDTA) = 0,05 mol/l] ajoutée, en
millilitres;
V est le volume de la solution étalon volumétrique de zinc [c(Zn) = 0,05 mol/l] utilisée dans le titrage en
1
retour, en millilitres, pour un échantillon d'essai de 1 g.
4.3 Méthode par CyDTA et titrage en retour au zinc (sans la méthode de séparation)
4.3.1 Principe
Une solution de CyDTA est ajoutée en excès à une partie aliquote de la solution mère (S1) ou (S′1). Un
composé chélaté de CyDTA d'aluminium est formé en ajustant le pH avec de l'eau ammoniacale. Le pH est
encore ajusté par ajout d'hexaméthylène tétramine. La quantité de CyDTA restante est déterminée par titrage
en retour avec une solution étalon volumétrique de zinc, en utilisant le xylénol orange comme indicateur. La
fraction massique d'oxyde d'aluminium est calculée en ajustant par d'autres méthodes la teneur en oxyde de
fer(III), oxyde de titane(IV), oxyde de manganèse(II) et oxyde de zirconium.
4.3.2 Mode opératoire
Le dosage est effectué conformément au mode opératoire suivant.
Transvaser avec précision 50 ml de la solution mère (S1) ou (S′1), obtenue en 4.2.2.3 ou 4.2.3.3 de
l'ISO 21587-1:2007, dans un bécher (300 ml), ajouter 2 ml d'acide chlorhydrique (1+1), ajouter une quantité
précisément connue de la solution étalon volumétrique CyDTA [c(CyDTA) = 0,02 mol/l] et diluer à 100 ml avec
de l'eau.
NOTE La relation entre le volume de la partie aliquote de la solution étalon volumétrique CyDTA [c(CyDTA) =
0,02 mol/l] et la fraction massique d'oxyde d'aluminium, en oxyde de fer(III) et en oxyde de titane(IV) est présentée dans le
Tableau 1.
4 © ISO 2007 – Tous droits réservés
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ISO 21587-2:2007(F)
Tableau 1 — Parties aliquotes de la solution mère (S1) ou (S′1)
et volume de la solution étalon volumétrique CyDTA
Somme des fractions massiques d'oxyde Volume de la solution étalon volumétrique CyDTA
d'aluminium, d'oxyde de fer(III) et d'oxyde de
[c(CyDTA) = 0,02 mol/l]
titane(IV)
% ml
Inférieure à 10 20
10 à 20 30
20 à 30 40
30 à 50 50
Ajouter 1 g d'hexaméthylène tétramine et une goutte de la solution de méthylorange comme indicateur. Puis
plonger dans l'eau ammoniacale (1+1) et l'eau ammoniacale (1+9) avec un pH allant jusqu'à 3, indiqué par
une couleur légèrement orange. S'il y a trop d'eau ammoniacale, le pH est ajusté à moins de 3 (indiqué par
une couleur rouge) en ajoutant de l'acide chlorhydrique (1+1); effectuer par la suite l'ajustement
correspondant. Ajouter 5 g d'hexaméthylène tétramine jusqu'à pH 5,5 à 5,8, ajouter 4 ou 5 gouttes de la
solution de xylénol orange comme indicateur et titrer avec la solution étalon volumétrique de zinc
[c(Zn) = 0,02 mol/l]. À proximité du point de virage, le titrage est effectué doucement, tout en mélangeant et le
point de virage est décidé lorsque la couleur passe du jaune à la première apparition d'une couleur rougeâtre
permanente.
4.3.3 Essai à blanc
Transvaser une partie aliquote de la solution témoin (B1) ou (B′1), obtenue en 4.2.2.4 ou 4.2.3.4 de
l'ISO 21587-1:2007, et suivre le mode opératoire décrit en 4.3.2. Les volumes de la partie aliquote de la
solution témoin (B1) ou (B′1) et de la solution étalon volumétrique de CyDTA [c(CyDTA) = 0,02 mol/l] sont les
mêmes que ceux de la solution mère correspondante (S1) ou (S′1).
4.3.4 Calcul
Calculer la fraction massique d'oxyde d'aluminium de l'échantillon, w , exprimée en pourcentage, à l'aide
AI O
2 3
de l'équation suivante:
(VV−×) F× 0,001019 6
500
21
w=××100−
AI O
23
m 50
(3)
⎡⎤
0,638×+ww+ 0,729×w+ 0,414×w
()Fe O TiO MnO ZrO
⎢⎥23 2 2
⎣⎦
où
V est la quantité utilisée, en millilitres, de la solution étalon volumétrique de zinc [c(Zn) =
1
0,02 mol/l], indiquée en 4.3.2;
V est la quantité utilisée, en millilitres, de la solution étalon volumétrique de zinc [c(Zn) =
2
0,02 mol/l], indiquée en 4.3.3;
F est le coefficient de la solution étalon volumétrique de zinc [c(Zn) = 0,02 mol/l];
m est la masse de l'échantillon, en grammes, donnée en 4.2.2.2 ou 4.2.3.2 de l'ISO 21587-1:2007;
w est la fraction massique d'oxyde de fer(III), exprimée en pourcentage, déterminée dans
Fe O
2 3
l'Article 5 ou dans l'ISO 21587-3 (Article 4);
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w est la fraction massique d'oxyde de titane(IV), exprimée en pourcentage, déterminée dans
TiO
2
l'Article 6 ou dans l'ISO 21587-3 (Article 5);
w est la fraction massique d'oxyde de manganèse(II), exprimée en pourcentage, déterminée dans
MnO
l'Article 7 ou dans l'ISO 21587-3 (Article 6 ou 18);
w est la fraction massique d'oxyde de zirconium, exprimée en pourcentage, déterminée dans
ZrO
2
l'Article 13 ou dans l'ISO 21587-3 (Article 12).
5 Dosage de l'oxyde de fer(III)
5.1 Principe
Deux méthodes sont données, en utilisant des agents réducteurs alternatifs pour l'oxyde ferrique en solution.
Le fer dans les solutions mères (S1) ou (S′1) est réduit avec de l'acide L(+)ascorbique ou du chlorure
d'hydroxyammonium. 1,10-phénantroline est ajouté et le pH ajusté par addition d'acétate d'ammonium.
L'absorbance est mesurée.
5.2 Mode opératoire
Transvaser 5 ml de solution mère (S1) ou (S′1) obtenue en 4.2.2.3 ou 4.2.3.3 de l'ISO 21587-1:2007 dans
une fiole jaugée de 100 ml.
Une quantité typique du volume de la partie aliquote est 5 ml. Il convient d'ajuster un volume de la partie
aliquote de solution mère (S1) ou (S′1) en fonction de la fraction massique d'oxyde de fer(III) de l'échantillon,
comme indiqué dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Volume de la partie aliquote de la solution mère (S1) ou (S′1)
Fraction massique d'oxyde de
Volume de la partie aliquote de la solution mère (S1) ou (S′1)
fer(III)
% ml
Inférieure à 0,5 25
0,5 à 1,5 10
Supérieure à 1,5 5
Réduire la solution par une des méthodes suivantes.
a) Réduire avec de l'acide ascorbique en diluant avec environ 60 ml d'eau, et ajouter tout en agitant 5 ml de
solution d'acide L(+)tartrique et 2 ml de solution d'acide L(+)ascorbique. Ajouter 10 ml de la solution de
chlorure de 1,10-phénanthrolinium (1 g/l) et 10 ml de la solution d'acétate d'ammonium (20 %). Diluer
avec de l'eau jusqu'au trait, puis laisser reposer pendant 30 min.
b) Réduire avec du chlorure d'hydroxyammonium en ajoutant 2 ml de solution de chlorure
d'hydroxyammonium ou de solution d'acide L(+)ascorbique (100 g/l), 5 ml de solution 1,10-phénantroline
(10 g/l) et 5 ml de solution d'acétate d'ammonium (100 g/l). Laisser reposer la solution pendant 15 min,
diluer jusqu'au trait et mélanger. La couleur est stable entre 15 min et 75 min après l'addition de la
solution d'acétate d'ammonium.
Mesurer l'absorbance de la solution par rapport à l'eau dans une cellule de 10 mm à une longueur d'onde de
510 nm ou un filtre de couleur dans un instrument approprié.
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5.3 Essai à blanc
Transvaser le même volume de la solution témoin (B1) ou (B′1) obtenue en 4.2.2.4 ou 4.2.3.4 de
l'ISO 21587-1:2007, que celui de la solution mère (S1) ou (S′1) et suivre le mode opératoire décrit en 5.2 a)
ou b), selon ce qui convient.
5.4 Traçage de la courbe d'étalonnage
Transvaser des parties de solution étalon diluée d'oxyde de fer(III) (Fe O 0,04 mg/ml) de 0 ml (pour
2 3
référence), 5,0 ml, 10,0 ml et 15,0 ml [de 0 mg à 0,6 mg d'oxyde de fer(III] dans plusieurs fioles jaugées de
100 ml. Traiter ces solutions conformément à 5.2 a) ou b) et mesurer l'absorbance par rapport à la solution de
référence. Puis, tracer la relation entre les valeurs d'absorbance et la masse d'oxyde de fer(III). Tracer la
courbe d'étalonnage en ajustant la courbe de sorte qu'elle passe par le point d'origine.
5.5 Calcul
Calculer la fraction massique d'oxyde de fer(III) de l'échantillon, w , exprimée en pourcentage, à l'aide de
Fe O
2 3
l'équation suivante. Utiliser la quantité d'oxyde de fer(III) dérivée des valeurs d'absorbance obtenues en 5.2 et
de l'étalonnage réalisé en 5.4.
mm− 500
12
w =×× 100 (4)
Fe O
23
mV
où
m est la masse, en grammes, d'oxyde de fer(III) dans la partie aliquote de la solution mère (S1) ou
1
(S′1);
m est la masse, en grammes, d'oxyde de fer(III) dans la partie aliquote de la solution témoin (B1) ou
2
(B′1);
m est la masse, en grammes, de la prise d'essai donnée en 4.2.2.3 ou 4.2.3.3 de l'ISO 21587-1:2007;
V est le volume, en millilitres, de la partie aliquote prélevée à partir de la solution mère (S1) ou (S′1) en
5.2, c'est-à-dire 5 ml.
6 Dosage de l'oxyde de titane(IV)
6.1 Généralités
Le dosage de l'oxyde de titane(IV) doit être effectué en utilisant une des deux méthodes suivantes:
a) méthode spectrométrique à absorption au diantipyrylméthane (DAM);
b) méthode spectrométrique à absorption au peroxyde d'hydrogène.
6.2 Méthode spectrométrique à absorption au DAM
6.2.1 Principe
Après ajustement de l'acidité d'une partie aliquote de la solution mère (S1) ou (S′1), le fer est réduit par
addition d'acide L(+)ascorbique et de diantipyrylméthane. L'absorbance de la couleur produite est alors
mesurée.
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6.2.2 Mode opératoire
Le dosage est effectué conformément au mode opératoire suivant.
Transvaser dans une fiole jaugée de 50 ml, 5 ml de solution mère (S1) ou (S′1) obtenue en 4.2.2.3 ou 4.2.3.3
de l'ISO 21587-1:2007
Une quantité typique du volume de la partie aliquote est 5 ml. Il convient d'ajuster un volume aliquote de la
solution mère (S1) ou (S′1) en fonction de la fraction massique d'oxyde de titane(IV) de l'échantillon, comme
indiqué dans le Tableau 3.
Tableau 3 — Partie aliquote prélevée à partir de la solution mère (S1) ou (S′1)
Fraction massique d'oxyde de titane(IV) Partie aliquote prélevée
% ml
Inférieure à 0,5 25
0,5 à 1,5 10
Supérieure à 1,5 5
Ajouter 5 ml d'acide chlorhydrique (1+1) et 2 ml de solution d'acide L(+)ascorbique et laisser reposer pendant
1 min, puis ajouter 15 ml de la solution DAM, diluer avec de l'eau jusqu'au trait. Laisser reposer la solution
pendant environ 90 min. Mesurer l'absorbance de la solution par rapport à l'eau dans une cellule de 10 mm à
une longueur d'onde de 390 nm.
6.2.3 Essai à blanc
En utilisant le même volume de la solution témoin (B1) ou (B′1), obtenu en 4.2.2.4 ou 4.2.3.4 de
l'ISO 21587-1:2007, que celui de la solution mère (S1) ou (S′1), suivre le mode opératoire décrit en 6.2.2.
6.2.4 Traçage de la courbe d'étalonnage
Transvaser des parties aliquotes [de 0 mg à 0,25 mg d'oxyde de titane(IV)] de la solution étalon diluée
d'oxyde de titane(IV) (TiO 0,01 mg/ml) de 0 ml (pour référence), 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml et 25 ml dans
2
plusieurs fioles jaugées de 50 ml. Traiter ces solutions comme en 6.2.3 et mesurer ensuite l'absorbance par
rapport à la solution de référence. Tracer la relation entre l'absorbance et la quantité d'oxyde de titane(IV).
Tracer la courbe d'étalonnage en ajustant la courbe de sorte qu'elle passe par le point d'origine.
6.2.5 Calcul
Calculer la fraction massique d'oxyde de titane(IV) de l'échantillon, w , exprimée en pourcentage, à l'aide
TiO
2
de l'équation suivante avec la quantité d'oxyde de titane(IV) dérivée des valeurs d'absorbance obtenues en
6.2.2 et 6.2.3 et de l'étalonnage réalisé en 6.2.4.
mm−
500
12
w=×× 100 (5)
TiO
2
mV
où
m est la masse, en grammes, d'oxyde de titane(IV) dans la partie aliquote de la solution mère (S1) ou
1
(S′1);
m est la masse, en grammes, d'oxyde de titane(IV) dans la partie aliquote de la solution témoin (B1) ou
2
(B′1);
V est le volume, en millilitres, de la partie aliquote prélevée à partir de la solution mère dans 6.2.2;
m est la masse, en grammes, de la prise d'essai donnée en 4.2.2.2 ou 4.2.3.2 de l'ISO 21587-1:2007.
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6.3 Méthode spectrométrique à absorption au peroxyde d'hydrogène
6.3.1 Principe
La couleur due à la teneur en fer de la solution mère (S1) ou (S′1) est masquée par une addition d'acide
phosphorique et le titane réagit au peroxyde d'hydrogène. L'absorbance est mesurée.
6.3.2 Mode opératoire
Déterminer le dosage en utilisant le mode opératoire suivant.
Transvaser 20 ml de solution mère (S1) ou (S′1) obtenue en 4.2.2.3 ou 4.2.3.3 de l'ISO 21587-1:2007 dans
deux fioles jaugées de 50 ml, A et B.
Aux deux fioles, ajouter 10 ml d'acide phosphorique (2+3) et à la fiole A uniquement 10 ml de solution de
peroxyde d'hydrogène (6 % en masse) Laisser reposer pendant 10 min. Diluer chacune avec de l'eau
jusqu'au trait et agiter vigoureusement. Mesurer l'absorbance de la solution dans la fiole A par rapport au
contenu de la fiole B, en utilisant une cellule de 10 mm à une longueur d'onde de 398 nm ou en utilisant un
filtre couleur dans un instrument approprié.
6.3.3 Essai à blanc
En utilisant l
...
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