ISO 6878:2004
(Main)Water quality — Determination of phosphorus — Ammonium molybdate spectrometric method
Water quality — Determination of phosphorus — Ammonium molybdate spectrometric method
ISO 6878:2004 specifies methods for the determination of orthophosphate, orthophosphate after solvent extraction, hydrolysable phosphate plus orthophosphate, and total phosphorus after decomposition. The methods are applicable to all kinds of water including seawater and effluents. Phosphorus concentrations within the range of 0,005 mg/l to 0,8 mg/l may be determined in such samples without dilution. A solvent extraction procedure allows smaller phosphorus concentrations to be determined with a detection limit of about 0,000 5 mg/l.
Qualité de l'eau — Dosage du phosphore — Méthode spectrométrique au molybdate d'ammonium
L'ISO 6878:2004 spécifie des méthodes de dosage des orthophosphates, des orthophosphates après extraction au solvant, des phosphates hydrolysables et des orthophosphates, et du phosphore total après décomposition. Ces méthodes sont applicables à tous les types d'eau, y compris l'eau de mer et les effluents. Des concentrations en phosphore comprises entre 0,005 mg/l et 0,8 mg/l peuvent être déterminées sans dilution pour ces échantillons. Un mode opératoire d'extraction au solvant permet de déterminer des concentrations en phosphore plus faibles avec une limite de détection d'environ 0,000 5 mg/l.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6878
Second edition
2004-06-01
Water quality — Determination of
phosphorus — Ammonium molybdate
spectrometric method
Qualité de l'eau — Dosage du phosphore — Méthode spectrométrique
au molybdate d'ammonium
Reference number
©
ISO 2004
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Interferences. 1
3 Principle . 1
4 Determination of orthophosphate . 2
5 Determination of orthophosphate after solvent extraction . 7
6 Determination of hydrolysable phosphate and orthophosphate. 9
7 Determination of total phosphorus after peroxodisulfate oxidation . 11
8 Determination of total phosphorus after nitric acid-sulfuric acid digestion . 14
Annex A (informative) Interferences. 17
Annex B (informative) Precision data. 19
Bibliography . 21
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 6878 was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 2, Physical,
chemical and biochemical methods.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 6878:1998), which has been technically revised.
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Introduction
This International Standard specifies the determination of different forms of phosphorus compounds present in
ground, surface and waste waters in various concentrations in the dissolved and undissolved state.
The user should be aware that particular problems could require the specification of additional marginal
conditions.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 6878:2004(E)
Water quality — Determination of phosphorus — Ammonium
molybdate spectrometric method
WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory
practice. This International Standard 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 and to ensure compliance with any national regulatory conditions. It is absolutely essential
that tests conducted according to this International Standard be carried out by suitably qualified staff.
Molybdate and antimony waste solutions should be disposed of properly.
1 Scope
This International Standard specifies methods for the determination of
orthophosphate (see Clause 4);
orthophosphate after solvent extraction (see Clause 5);
hydrolysable phosphate plus orthophosphate (see Clause 6);
total phosphorus after decomposition (see Clauses 7 and 8).
The methods are applicable to all kinds of water including seawater and effluents. Phosphorus concentrations
within the range of 0,005 mg/l to 0,8 mg/l may be determined in such samples without dilution.
A solvent extraction procedure allows smaller phosphorus concentrations to be determined with a detection
limit of about 0,000 5 mg/l.
2 Interferences
See Annex A for some known interferences. There may be others and it is recommended to verify whether
any such interferences exist and take action to eliminate them.
3 Principle
Reaction of orthophosphate ions with an acid solution containing molybdate and antimony ions to form an
antimony phosphomolybdate complex.
Reduction of the complex with ascorbic acid to form a strongly coloured molybdenum blue complex.
Measurement of the absorbance of this complex to determine the concentration of orthophosphate present.
Polyphosphate and some organophosphorus compounds are determined if converted to molybdate reactive
orthophosphate formed by sulfuric acid hydrolysis.
Many organophosphorus compounds are converted to orthophosphate by mineralization with peroxodisulfate.
Nitric acid-sulfuric acid mineralization is used if a more vigorous treatment is required.
4 Determination of orthophosphate
4.1 Reagents
During the analysis, use only reagents of recognized analytical grade and only water having a phosphate
content that is negligible compared with the lowest concentration to be determined in the samples.
For low phosphate contents, double-distilled water from an all-glass apparatus is recommended.
4.1.1 Sulfuric acid solution, c(H SO ) ≈ 9 mol/l.
2 4
Add 500 ml ± 5 ml of water to a 2 l beaker. Cautiously add, with continuous stirring and cooling, 500 ml ± 5 ml
of sulfuric acid, ρ = 1,84 g/ml. Mix well and allow the solution to cool to room temperature.
4.1.2 Sulfuric acid solution, c(H SO ) ≈ 4,5 mol/l.
2 4
Add 500 ml ± 5 ml of water to a 2 l beaker. Cautiously add, with continuous stirring and cooling, 500 ml ± 5 ml
of sulfuric acid (4.1.1). Mix well and allow to cool to room temperature.
4.1.3 Sulfuric acid solution, c(H SO ) ≈ 2 mol/l.
2 4
Add 300 ml ± 3 ml of water to a 1 l beaker. Cautiously add 110 ml ± 2 ml of sulfuric acid solution (4.1.1), with
continuous stirring and cooling. In a measuring flask, dilute to 500 ml ± 2 ml with water and mix well.
4.1.4 Sodium hydroxide solution, c(NaOH) = 2 mol/l.
Dissolve 80 g ± 1 g of sodium hydroxide pellets in water, cool and dilute to 1 l with water.
4.1.5 Ascorbic acid solution, ρ = 100 g/l.
Dissolve 10 g ± 0,5 g of ascorbic acid (C H O ) in 100 ml ± 5 ml water.
6 8 6
NOTE The solution is stable for 2 weeks if stored in an amber glass bottle in a refrigerator and can be used as long
as it remains colourless.
4.1.6 Acid molybdate, Solution I.
Dissolve 13 g ± 0,5 g of ammonium heptamolybdate tetrahydrate [(NH ) Mo O ⋅4H O] in 100 ml ± 5 ml of
4 6 7 24 2
water. Dissolve 0,35 g ± 0,05 g of antimony potassium tartrate hemihydrate [K(SbO)C H O ⋅½H O] in
4 4 6 2
100 ml ± 5 ml of water.
Add the molybdate solution to 300 ml ± 5 ml of sulfuric acid (4.1.1) with continuous stirring. Add the tartrate
solution and mix well.
NOTE The reagent is stable for at least 2 months if stored in an amber glass bottle.
4.1.7 Acid molybdate, Solution II.
Cautiously add 230 ml ± 0,5 ml of sulfuric acid (4.1.1) to 70 ml ± 5 ml of water, cool. Dissolve 13 g ± 0,5 g of
ammonium heptamolybdate tetrahydrate [(NH ) Mo O ⋅4H O] in 100 ml ± 5 ml of water. Add to the acid
4 6 7 24 2
solution and mix well. Dissolve 0,35 g ± 0,05 g of antimony potassium tartrate hemihydrate
[K(SbO)C H O ⋅½H O] in 100 ml ± 5 ml of water. Add to the molybdate-acid solution and mix well.
4 4 6 2
This reagent is used when the sample is acidified with sulfuric acid (4.1.2) (see also Clauses 6, 7 and 8).
NOTE The reagent is stable for at least 2 months if stored in an amber glass bottle.
2 © ISO 2004 – All rights reserved
4.1.8 Turbidity-colour compensation solution.
On a volume/volume basis, mix two parts of sulfuric acid (4.1.2) and one part of ascorbic acid (4.1.5).
NOTE The reagent is stable for several weeks if stored in an amber glass bottle in a refrigerator.
4.1.9 Sodium thiosulfate pentahydrate solution, ρ = 12,0 g/l.
Dissolve 1,20 g ± 0,05 g of sodium thiosulfate pentahydrate (Na S O ⋅5H O) in 100 ml ± 5 ml of water. Add
2 2 3 2
0,05 g ± 0,005 g of anhydrous sodium carbonate (Na CO ) as preservative.
2 3
NOTE The reagent is stable for at least 4 weeks if stored in an amber glass bottle.
4.1.10 Orthophosphate stock standard solution, ρ = 50 mg/l.
P
Dry a few grams of potassium dihydrogen phosphate to constant mass at 105 °C. Dissolve
0,219 7 g ± 0,000 2 g of KH PO in about 800 ml ± 10 ml of water in a 1 000 ml volumetric flask. Add
2 4
10 ml ± 0,5 ml of sulfuric acid (4.1.2) and make up to the mark with water.
Alternatively, use a commercially available stock solution.
The solution is stable for at least 3 months if stored in a well stoppered glass bottle. Refrigeration to about
4 °C is recommended.
4.1.11 Orthophosphate standard solution, ρ = 2 mg/l.
P
Pipette 20 ml ± 0,01 ml of orthophosphate stock standard solution (4.1.10) into a 500 ml volumetric flask.
Make up to the mark with water and mix well.
Prepare and use this solution each day as required.
NOTE 1 ml of this standard solution contains 2 µg P.
4.1.12 Hydrochloric acid, ρ(HCl) = 1,19 g/ml.
4.1.13 Hydrochloric acid, c(HCl) = 2,5 mol/l.
Cautiously add 200 ml ± 10 ml of hydrochloric acid (4.1.12) to 500 ml ± 10 ml of water. Mix and cool to room
temperature. Make up to 1 000 ml with water.
4.2 Apparatus
4.2.1 Spectrometer, “prism”- or “grating-type” or filter type, capable of accepting optical cells of thickness
10 mm to 50 mm.
The spectrometer chosen shall be suitable for measuring absorbance in the visible and near infra-red regions
of the spectrum. The most sensitive wavelength is 880 nm, but if a loss of sensitivity can be accepted,
absorbance may be measured at 700 nm.
NOTE The detection limit of the method is lower if a spectrometer capable of accepting 100 mm optical cells is
available.
4.2.2 Filter assembly, to hold a membrane filter of nominal pore size 0,45 µm.
4.2.3 Glassware.
Before use, wash all glassware, for example with hydrochloric acid (4.1.13), at approximately 40 °C to 50 °C
and rinse thoroughly with water. Detergents containing phosphate shall not be used.
Preferably the glassware should be used only for the determination of phosphorus. After use, clean it as
described above and keep covered until needed again.
Rinse glassware used for the colour development stage occasionally with sodium hydroxide solution (4.1.4),
followed by thorough rinsing with water (4.1), to remove deposits of the coloured complex which has a
tendency to stick as a thin film on the wall of glassware.
4.3 Sampling and samples
4.3.1 Sampling
Collect the laboratory samples in polyethene, polyvinylchloride or preferably glass bottles. In the case of low
phosphate concentrations, use glass bottles.
The use of sampling bottles with cap lines should be avoided as these may contain phosphorus.
4.3.2 Preparation of the test sample
Filter the laboratory sample (4.3.1) within 4 h after sampling. If the sample has been kept cool in the meantime,
bring to room temperature before filtration.
Wash a membrane filter of nominal pore size 0,45 µm to ensure it is free of phosphate by passing 200 ml of
water, previously heated to approximately 30 °C to 40 °C. Discard these washings. Filter the sample and
reject the first 10 ml of sample filtrate. Collect the remainder in a clean, dry glass bottle for the immediate
determination of orthophosphate (4.4.4).
If the filtrate is not within the range of pH 3 to pH 10, adjust it with sodium hydroxide (4.1.4) or sulfuric acid
solution (4.1.3).
The filtration time should not exceed 10 min. If necessary, a larger diameter filter should be used.
The membrane filter should either be checked for phosphorus content or washed as described. Commercially
available membrane filters that are sold free from phosphorus should be washed as described.
4.4 Procedure
4.4.1 Test portion
Take a volume of test portion not exceeding 40 ml. This maximum volume is suitable for the determination of
orthophosphate concentrations of up to ρ = 0,8 mg/l, when using an optical cell of thickness 10 mm. Smaller
p
test portions shall be used in order to accommodate higher phosphate concentrations as shown in Table 1.
Similarly, low phosphate concentrations can be determined by measuring the absorbance in an optical cell of
thickness 40 mm or 50 mm.
Table 1 — Sample volumes and concentrations
Orthophosphate concentration Volume of test portion Thickness of optical cell
mg/l ml mm
0,0 to 0,8 40,0 10
0,0 to 1,6 20,0 10
0,0 to 3,2 10,0 10
0,0 to 6,4 5,0 10
0,0 to 0,2 40,0 40 or 50
4 © ISO 2004 – All rights reserved
4.4.2 Blank test
Carry out a blank test in parallel with the determination, by the same procedure, using the same quantities of
all the reagents as in the determination, but using the appropriate volume of water instead of the test portion.
4.4.3 Calibration
4.4.3.1 Preparation of calibration solutions
Transfer, by means of a volumetric pipette, appropriate volumes, for example, 1,0 ml, 2,0 ml, 3,0 ml, 4,0 ml,
5,0 ml, 6,0 ml, 7,0 ml, 8,0 ml, 9,0 ml and 10,0 ml of the orthophosphate standard solution (4.1.11) to 50 ml
volumetric flasks. Dilute with water to about 40 ml. These solutions represent orthophosphate concentrations
ρ = 0,04 mg/l to 0,4 mg/l.
p
Proceed accordingly for other ranges of phosphate concentrations shown in Table 1.
4.4.3.2 Colour development
Add to each flask, while swirling, 1 ml of ascorbic acid (4.1.5) followed by 2 ml of acid molybdate Solution I
(4.1.6). Make up to the mark with water and mix well.
NOTE Absorbance measured at 700 nm causes a loss of about 30 % of the sensitivity at 880 nm.
4.4.3.3 Spectrometric measurements
Measure the absorbance of each solution using the spectrometer (4.2.1) at 880 nm after a period between
10 min and 30 min, or, if a loss of sensitivity can be accepted, at 700 nm. Use water in the reference cell.
4.4.3.4 Plotting the calibration graph
Plot a graph of absorbance (as the y-axis) against the phosphorus content (as the x-axis) in milligrams of
phosphorus per litre of the calibration solutions. The relationship between absorbance and concentration is
linear. Determine the slope of the graph.
Verify the graph from time to time for linearity, especially if new batches of chemicals are used.
4.4.4 Determination
4.4.4.1 Colour development
4.4.4.1.1 Standard procedure
Pipette the selected volume of test portion (4.4.1), V , into a 50 ml one-mark volumetric flask and, if
S
necessary, dilute to approximately 40 ml ± 2 ml with water. Proceed as specified in 4.4.3.2.
If the test sample contains arsenate, this should be reduced to arsenite with thiosulfate in acidic medium. The
reduction to arsenite is quantitative for arsenate concentrations up to at least 2 mg/l As, as described below.
Transfer, by means of a volumetric pipette, up to a maximum of 40 ml of the test sample to a 50 ml volumetric
flask. Add 0,4 ml of sulfuric acid (4.1.2), 1 ml of ascorbic acid solution (4.1.5), and 1 ml of thiosulfate solution
(4.1.9). Mix and allow the reduction to proceed for 10 min ± 1 min. Add 2 ml acid molybdate Solution II (4.1.7).
Make up to the mark with water. Mix well. Proceed as described in 4.4.3.3.
4.4.4.1.2 Procedure in case of turbid samples
If the test sample is turbid and/or coloured, proceed as follows.
Add 3 ml of the turbidity-colour compensation reagent (4.1.8) to the selected volume of test portion. Dilute to
50 ml and measure the absorbance. Subtract the absorbance of this solution from the value measured as
specified in 4.4.3.3.
4.4.4.2 Spectrometric measurements
See 4.4.3.3.
If the test portion has been treated with thiosulfate due to interference by arsenate, measurements should be
made within 10 min; otherwise the colour will fade.
4.5 Expression of results
4.5.1 Calculation
Calculate the orthophosphate concentration, ρ , expressed in milligrams per litre, using the equation
P
()AA− V
0max
ρ =
P
fV×
s
where
A is the absorbance of the test portion;
A is the absorbance of the blank test;
f is the slope of the calibration graph (4.4.3.4), expressed in litres per milligram (l/mg);
V is the volume of the volumetric flask (50 ml), expressed in millilitres (ml);
max
V is the actual volume of the test portion, expressed in millilitres (ml).
s
Report the mass concentrations of phosphorus as follows, but to no more than three significant figures:
ρ < 0,1 mg/l to the nearest 0,001 mg/l;
P
ρ < 10 mg/l to the nearest 0,01 mg/l;
P
ρ W 10 mg/l to the nearest 0,1 mg/l.
P
4.5.2 Precision
The precision data in Table B.1 were obtained in an interlaboratory trial involving 16 laboratories.
NOTE For interferences, see Annex A.
4.6 Test report
The test report shall contain the following information:
a) all information necessary for complete identification of the sample;
b) a reference to this International Standard (ISO 6878:2004);
6 © ISO 2004 – All rights reserved
c) a reference to the method used, and the number of the clause;
d) the results obtained;
e) details of any operations not included in this section or regarded as optional, together with any incidents
likely to have an influence upon the results.
5 Determination of orthophosphate after solvent extraction
5.1 Applicability
This method can be applied only if the phosphate concentration in the sample is less than 0,01 mg/l P. This
method is especially suitable for marine water.
5.2 Reagents
Use the reagents specified in 4.1.5, 4.1.6 and 4.1.10 and in addition:
5.2.1 Hexan-1-ol (C H OH).
6 13
5.2.2 Ethanol (C H OH).
2 5
5.2.3 Orthophosphate, standard solution, ρ = 0,5 mg/l P.
P
Pipette 5,0 ml ± 0,01 ml of orthophosphate stock standard solution (4.1.10) into a 500 ml one-mark volumetric
flask. Make up to the mark with water and mix well.
Prepare and use this solution each day as required.
5.3 Sampling and samples
See 4.3.
5.4 Procedure
5.4.1 Test portion
Transfer, by means of a measuring cylinder, 350 ml ± 5 ml of the test sample (4.3) to a 500 ml separating
funnel.
5.4.2 Blank test
Carry out a blank test in parallel with the determination, by the same procedure, using the same quantities of
all reagents as in the determination, but using 350 ml of water instead of the test portion.
5.4.3 Calibration
5.4.3.1 Preparation of calibration solutions
Add 300 ml ± 10 ml of water to five individual separating funnels. From a microburette add 1,4 ml, 2,8 ml,
4,2 ml, 5,6 ml and 7,0 ml of orthophosphate standard solution (5.2.3) to each 500 ml separating funnel. Dilute
each solution to 350 ml ± 10 ml with water, stopper, swirl, and mix. These solutions represent orthophosphate
concentrations, ρ , of 0,002 mg/l, 0,004 mg/l, 0,006 mg/l, 0,008 mg/l and 0,01 mg/l respectively.
P
5.4.3.2 Colour development
To each separating funn
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6878
Deuxième édition
2004-06-01
Qualité de l'eau — Dosage du
phosphore — Méthode spectrométrique
au molybdate d'ammonium
Water quality — Determination of phosphorus — Ammonium molybdate
spectrometric method
Numéro de référence
©
ISO 2004
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Version française parue en 2005
Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Interférences. 1
3 Principe . 1
4 Dosage des orthophosphates . 2
5 Dosage des orthophosphates après extraction au solvant. 7
6 Dosage des phosphates hydrolysables et des orthophosphates . 9
7 Dosage du phosphore total après oxydation au persulfate . 12
8 Dosage du phosphore total après digestion à l'acide nitrique-acide sulfurique . 15
Annexe A (informative) Interférences. 18
Annexe B (informative) Données relatives à la fidélité. 20
Bibliographie . 22
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 6878 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l'eau, sous-comité SC 2, Méthodes
physiques, chimiques et biochimiques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 6878:1998), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés
Introduction
La présente Norme internationale spécifie le dosage de différentes formes des composés du phosphore
présents dans les eaux souterraines, les eaux de surface et les eaux résiduaires, à des concentrations
variables, à l'état dissous et non dissous.
Il convient que l'utilisateur soit informé que des problèmes particuliers peuvent exiger la spécification de
conditions marginales supplémentaires.
NORME INTERNATIONALE ISO 6878:2004(F)
Qualité de l'eau — Dosage du phosphore — Méthode
spectrométrique au molybdate d'ammonium
AVERTISSEMENT — Il convient que l'utilisateur de la présente Norme internationale connaisse bien
les pratiques courantes de laboratoire. La présente Norme internationale 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
de mettre en place des pratiques appropriées en matière d'hygiène et de sécurité, et de s'assurer de la
conformité à la réglementation nationale en vigueur. Il est absolument essentiel que les essais
conduits selon la présente Norme internationale soient effectués par du personnel qualifié. Il convient
que les rejets des solutions de molybdate et d'antimoine soient éliminés de façon appropriée.
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des méthodes de dosage
des orthophosphates (voir Article 4);
des orthophosphates après extraction au solvant (voir Article 5);
des phosphates hydrolysables et des orthophosphates (voir Article 6);
du phosphore total après décomposition (voir Articles 7 et 8).
Ces méthodes sont applicables à tous les types d'eau, y compris l'eau de mer et les effluents. Des
concentrations en phosphore comprises entre 0,005 mg/l et 0,8 mg/l peuvent être déterminées sans dilution
pour ces échantillons.
Un mode opératoire d'extraction au solvant permet de déterminer des concentrations en phosphore plus
faibles avec une limite de détection d'environ 0,000 5 mg/l.
2 Interférences
Voir l'Annexe A pour certaines interférences connues. Il peut en exister d'autres; il est recommandé de vérifier
si c'est le cas et d'agir en conséquence pour les éliminer.
3 Principe
Réaction des ions orthophosphates avec une solution acide contenant des ions molybdate et antimoine pour
former un complexe d'antimonyl-phosphomolybdate.
Réduction de ce complexe par l'acide ascorbique pour former un complexe de bleu de molybdène de couleur
vive. Mesurage de l'absorbance de ce complexe pour déterminer la concentration en orthophosphates
présents.
Les polyphosphates et certains composés organophosphorés sont dosés après transformation, par hydrolyse
par l'acide sulfurique, en orthophosphates réagissant au molybdate.
De nombreux composés organophosphorés sont transformés en orthophosphates par minéralisation à l'aide
de persulfate. Une minéralisation à l'aide d'acide nitrique et d'acide sulfurique est utilisée lorsqu'un traitement
plus énergique est nécessaire.
4 Dosage des orthophosphates
4.1 Réactifs
Au cours de l'analyse, utiliser uniquement des réactifs de qualité analytique reconnue et de l'eau ayant une
teneur en phosphates négligeable par rapport à la plus faible concentration devant être déterminée dans les
échantillons.
Pour les faibles teneurs en phosphates, il est recommandé d'utiliser de l'eau bidistillée dans un appareillage
entièrement en verre.
4.1.1 Solution d'acide sulfurique, c(H SO ) ≈ 9 mol/l.
2 4
Introduire 500 ml ± 5 ml d'eau dans un bécher de 2 l. Avec précaution, ajouter sous agitation et
refroidissement continus 500 ml ± 5 ml d'acide sulfurique, ρ = 1,84 g/ml. Bien mélanger et laisser la solution
refroidir à température ambiante.
4.1.2 Solution d'acide sulfurique, c(H SO ) ≈ 4,5 mol/l.
2 4
Introduire 500 ml ± 5 ml d'eau dans un bécher de 2 l. Avec précaution, ajouter sous agitation et
refroidissement continus 500 ml ± 5 ml d'acide sulfurique (4.1.1). Bien mélanger et laisser la solution refroidir
à température ambiante.
4.1.3 Solution d'acide sulfurique, c(H SO ) ≈ 2 mol/l.
2 4
Introduire 300 ml ± 3 ml d'eau dans un bécher de 1 l. Avec précaution, ajouter sous agitation et
refroidissement continus 110 ml ± 2 ml de la solution d'acide sulfurique (4.1.1). Dans une fiole jaugée, diluer à
500 ml ± 2 ml avec de l'eau et bien mélanger.
4.1.4 Solution d'hydroxyde de sodium, c(NaOH) = 2 mol/l.
Dissoudre 80 g ± 1 g d'hydroxyde de sodium en pastilles dans de l'eau, laisser refroidir et diluer à 1 l avec de
l'eau.
4.1.5 Solution d'acide ascorbique, ρ = 100 g/l.
Dissoudre 10 g ± 0,5 g d'acide ascorbique (C H O ) dans 100 ml ± 5 ml d'eau.
6 8 6
NOTE La solution reste stable pendant deux semaines si elle est conservée dans un flacon en verre ambré et au
réfrigérateur; elle peut être utilisée tant qu'aucune coloration n'apparaît.
4.1.6 Molybdate acide, Solution I.
Dissoudre 13 g ± 0,5 g d'heptamolybdate d'ammonium tétrahydraté [(NH ) Mo O ,4 HO] dans
4 6 7 24 2
100 ml ± 5 ml d'eau. Dissoudre 0,35 g ± 0,05 g de tartrate de potassium et d'antimoine hémihydraté
[K(SbO)C H O ,½ H O] dans 100 ml ± 5 ml d'eau.
4 4 6 2
Ajouter la solution de molybdate à 300 ml ± 5 ml d'acide sulfurique (4.1.1) sous agitation continue. Ajouter la
solution de tartrate et bien mélanger.
NOTE Ce réactif reste stable pendant au moins deux mois s'il est conservé dans un flacon en verre ambré.
4.1.7 Molybdate acide, Solution II.
Ajouter avec précaution 230 ml ± 0,5 ml d'acide sulfurique (4.1.1) à 70 ml ± 5 ml d'eau, puis refroidir.
Dissoudre 13 g ± 0,5 g d'heptamolybdate d'ammonium tétrahydraté [(NH ) Mo O ,4 HO] dans
4 6 7 24 2
100 ml ± 5 ml d'eau. L'ajouter à la solution acide et bien mélanger. Dissoudre 0,35 g ± 0,05 g de tartrate de
potassium et d'antimoine hémihydraté [K(SbO)C H O ,½ H O] dans 100 ml ± 5 ml d'eau. L'ajouter à la
4 4 6 2
solution de molybdate acide et bien mélanger.
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Ce réactif est utilisé quand l'échantillon est acidifié à l'aide d'acide sulfurique (4.1.2) (voir également les
Articles 6, 7 et 8).
NOTE Ce réactif reste stable pendant au moins deux mois s'il est conservé dans un flacon en verre ambré.
4.1.8 Réactif de compensation de la turbidité et de la coloration
Mélanger deux parties en volume d'acide sulfurique (4.1.2) et une partie en volume d'acide ascorbique (4.1.5).
NOTE Ce réactif reste stable plusieurs semaines s'il est conservé au réfrigérateur, dans un flacon en verre ambré.
4.1.9 Solution de thiosulfate de sodium pentahydraté, ρ = 12,0 g/l.
Dissoudre 1,20 g ± 0,05 g de thiosulfate de sodium pentahydraté (Na S O ,5 H O) dans 100 ml ± 5 ml d'eau.
2 2 3 2
Ajouter 0,05 g ± 0,005 g de carbonate de sodium anhydre (Na CO ) comme agent conservateur.
2 3
NOTE Ce réactif reste stable pendant au moins quatre semaines s'il est conservé dans un flacon en verre ambré.
4.1.10 Solution mère étalon d'orthophosphate, ρ = 50 mg/l.
P
Sécher quelques grammes d'hydrogénophosphate de potassium jusqu'à masse constante à 105 °C.
Dissoudre 0,219 7 g ± 0,000 2 g de KH PO dans environ 800 ml ± 10 ml d'eau dans une fiole jaugée de
2 4
1 000 ml. Ajouter 10 ml ± 0,5 ml d'acide sulfurique (4.1.2) et compléter au volume avec de l'eau.
Il est également possible d'utiliser une solution mère disponible dans le commerce.
Cette solution reste stable pendant au moins trois mois si elle est conservée dans un flacon en verre bien
bouché. Une réfrigération à environ 4 °C est recommandée.
4.1.11 Solution étalon d'orthophosphate, ρ = 2 mg/l.
P
À l'aide d'une pipette, introduire 20 ml ± 0,01 ml de solution mère étalon d'orthophosphate (4.1.10) dans une
fiole jaugée de 500 ml. Compléter au volume avec de l'eau et bien mélanger.
Préparer et utiliser cette solution le jour de l'emploi.
NOTE 1 ml de cette solution étalon contient 2 µg de P.
4.1.12 Acide chlorhydrique, ρ(HCl) = 1,19 g/ml.
4.1.13 Acide chlorhydrique, c(HCl) = 2,5 mol/l.
Ajouter avec précaution 200 ml ± 10 ml d'acide chlorhydrique (4.1.12) dans 500 ml ± 10 ml d'eau. Mélanger et
laisser refroidir à température ambiante. Compléter à 1 000 ml avec de l'eau.
4.2 Appareillage
4.2.1 Spectromètre, de type à prisme, à réseau ou à filtre, capable de recevoir des cuves optiques de
10 mm à 50 mm d'épaisseur.
Le spectromètre choisi doit convenir pour la mesure de l'absorbance dans les régions du spectre visible et
proche de l'infrarouge. La longueur d'onde la plus sensible est 880 nm mais, si une perte de sensibilité est
admissible, l'absorbance peut être mesurée à 700 nm.
NOTE La limite de détection de la méthode est abaissée s'il est possible de disposer d'un spectromètre capable de
recevoir des cuves optiques de 100 mm d'épaisseur.
4.2.2 Ensemble filtrant, pouvant recevoir une membrane filtrante de porosité nominale 0,45 µm.
4.2.3 Verrerie.
Avant utilisation, laver toute la verrerie avec, par exemple, une solution d'acide chlorhydrique (4.1.13) à
environ 40 °C à 50 °C, puis rincer soigneusement à l'eau. Ne pas utiliser de détergents contenant des
phosphates.
Il convient de n'utiliser cette verrerie que pour le dosage du phosphore. La nettoyer comme indiqué ci-dessus
après utilisation et la maintenir fermée jusqu'à réemploi.
Rincer de temps en temps la verrerie utilisée pour l'étape de développement de la coloration à l'aide d'une
solution d'hydroxyde de sodium (4.1.4), puis rincer soigneusement avec de l'eau (4.1), afin d'éliminer les
dépôts de complexe coloré qui ont tendance à adhérer en fine couche aux parois de la verrerie.
4.3 Prélèvement et échantillons
4.3.1 Prélèvement
Recueillir les échantillons pour laboratoire dans des flacons de préférence en verre ou en polyéthylène ou
polychlorure de vinyle. En cas de faibles concentrations en phosphates, utiliser des flacons en verre.
Il convient d'éviter d'utiliser des flacons d'échantillonnage munis de couvercles car ces derniers peuvent
contenir du phosphore.
4.3.2 Préparation de l'échantillon pour essai
Filtrer l'échantillon pour laboratoire (4.3.1) dans les 4 h qui suivent le prélèvement. Si entre-temps l'échantillon
a été conservé au frais, l'amener à température ambiante avant filtration.
Afin d'en éliminer les phosphates, laver une membrane filtrante de porosité nominale 0,45 µm avec 200 ml
d'eau préalablement chauffée entre 30 °C et 40 °C environ. Éliminer ces eaux de rinçage. Filtrer l'échantillon
et rejeter les 10 premiers millilitres de filtrat. Recueillir le reste dans un flacon en verre propre et sec pour
procéder immédiatement au dosage des orthophosphates (4.4.4).
Si le pH du filtrat n'est pas compris entre 3 et 10, l'ajuster avec une solution d'hydroxyde de sodium (4.1.4) ou
d'acide sulfurique (4.1.3).
Il convient que la durée de filtration ne dépasse pas 10 min. Si nécessaire, il convient d'utiliser un filtre de plus
grand diamètre.
Il convient soit de contrôler la teneur en phosphore de la membrane filtrante ou de la laver selon la méthode
décrite. Il convient de laver selon la méthode décrite les membranes filtrantes commercialisées comme étant
exemptes de phosphore.
4.4 Mode opératoire
4.4.1 Prise d'essai
Prélever une prise d'essai inférieure ou égale à 40 ml. Ce volume maximal convient pour déterminer des
concentrations en orthophosphates allant jusqu'à ρ = 0,8 mg/l, en utilisant une cuve optique de 10 mm
P
d'épaisseur. Des prises d'essai de plus faible volume doivent être utilisées pour des concentrations en
phosphates plus élevées, comme le montre le Tableau 1. De la même manière, les faibles concentrations en
phosphates peuvent être déterminées en mesurant l'absorbance dans une cuve optique de 40 mm ou 50 mm
d'épaisseur.
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Tableau 1 — Volumes et concentrations de l'échantillon
Concentration en orthophosphates Volume de la prise d'essai Épaisseur de la cuve optique
mg/l ml mm
0,0 à 0,8 40,0 10
0,0 à 1,6 20,0 10
0,0 à 3,2 10,0 10
0,0 à 6,4 5,0 10
0,0 à 0,2 40,0 40 ou 50
4.4.2 Essai à blanc
Parallèlement au dosage, effectuer un essai à blanc en suivant le même mode opératoire et en utilisant les
mêmes quantités de réactifs que pour le dosage, mais en remplaçant la prise d'essai par le volume d'eau
approprié.
4.4.3 Étalonnage
4.4.3.1 Préparation des solutions d'étalonnage
À l'aide d'une pipette volumétrique, transférer dans des fioles jaugées de 50 ml des volumes appropriés de la
solution étalon d'orthophosphate (4.1.11), par exemple 1,0 ml, 2,0 ml, 3,0 ml, 4,0 ml, 5,0 ml, 6,0 ml, 7,0 ml,
8,0 ml, 9,0 ml et 10,0 ml. Diluer avec de l'eau à environ 40 ml. Ces solutions représentent des concentrations
en orthophosphates ρ = 0,04 mg/l à 0,4 mg/l.
P
Procéder en conséquence pour les autres gammes de concentration en phosphates indiquées dans le
Tableau 1.
4.4.3.2 Développement de la coloration
Tout en agitant, introduire dans chaque fiole 1 ml d'acide ascorbique (4.1.5), puis 2 ml de Solution I de
molybdate acide (4.1.6). Compléter au volume avec de l'eau et bien mélanger.
NOTE Le mesurage de l'absorbance à 700 nm provoque une perte d'environ 30 % de la sensibilité obtenue à
880 nm.
4.4.3.3 Mesurages spectrométriques
À l'aide du spectromètre (4.2.1), mesurer l'absorbance de chaque solution à 880 nm au bout d'une durée
comprise entre 10 min et 30 min, ou à 700 nm si une perte de sensibilité est admissible. Utiliser de l'eau dans
la cuve de référence.
4.4.3.4 Établissement de la courbe d'étalonnage
Représenter graphiquement l'absorbance (en ordonnée) en fonction de la teneur en phosphore (en abscisse),
exprimée en milligrammes de phosphore par litre, des solutions d'étalonnage. La relation entre l'absorbance
et la concentration est linéaire. Déterminer la pente de la courbe.
Vérifier de temps en temps la linéarité de la courbe, en particulier lors de l'utilisation de nouveaux lots de
réactifs chimiques.
4.4.4 Dosage
4.4.4.1 Développement de la coloration
4.4.4.1.1 Mode opératoire normal
À l'aide d'une pipette, introduire le volume choisi de prise d'essai (4.4.1), V , dans une fiole jaugée à un trait
S
de 50 ml et, si nécessaire, diluer à environ 40 ml ± 2 ml avec de l'eau. Procéder comme indiqué en 4.4.3.2.
Si l'échantillon pour essai contient de l'arséniate, il convient de réduire ce dernier en arsénite par du
thiosulfate en milieu acide. La réduction en arsénite est quantitative pour des concentrations en arséniate
allant jusqu'à au moins 2 mg/l As, comme décrit ci-dessous.
À l'aide d'une pipette volumétrique, transférer au maximum 40 ml de l'échantillon pour essai dans une fiole
jaugée de 50 ml. Ajouter 0,4 ml d'acide sulfurique (4.1.2), 1 ml de solution d'acide ascorbique (4.1.5) et 1 ml
de solution de thiosulfate (4.1.9). Mélanger et laisser la réduction se dérouler pendant 10 min ± 1 min. Ajouter
2 ml de la Solution II de molybdate acide (4.1.7). Compléter au volume avec de l'eau. Bien mélanger.
Procéder comme indiqué en 4.4.3.3.
4.4.4.1.2 Mode opératoire en cas d'échantillons troubles
Si l'échantillon pour essai est trouble et/ou coloré, procéder comme indiqué ci-dessous.
Ajouter 3 ml du réactif de compensation de la turbidité et de la coloration (4.1.8) au volume de prise d'essai
choisi. Diluer à 50 ml et mesurer l'absorbance. Retrancher l'absorbance de cette solution de la valeur
mesurée conformément à 4.4.3.3.
4.4.4.2 Mesurages spectrométriques
Voir 4.4.3.3.
Si la prise d'essai a été traitée au thiosulfate en raison d'interférences dues à l'arséniate, il convient d'effectuer
les mesurages dans les 10 min, sinon la coloration s'atténuera.
4.5 Expression des résultats
4.5.1 Calcul
Calculer la concentration en orthophosphates, ρ , exprimée en milligrammes par litre (mg/l), à l'aide de
P
l'équation:
()AA− V
0max
ρ =
P
fV⋅
s
où
A est l'absorbance de la prise d'essai;
A est l'absorbance de l'essai à blanc;
f est la pente de la courbe d'étalonnage (4.4.3.4), exprimée en litres par milligramme (l/mg);
V est le volume de la fiole jaugée (50 ml), exprimé en millilitres (ml);
max
V est le volume réel de la prise d'essai, exprimé en millilitres (ml).
s
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Consigner comme suit les concentrations en masse de phosphore, sans toutefois dépasser trois chiffres
significatifs:
ρ < 0,1 mg/l à 0,001 mg/l près;
P
ρ < 10 mg/l à 0,01 mg/l près;
P
ρ W 10 mg/l à 0,1 mg/l près.
P
4.5.2 Fidélité
Les données relatives à la fidélité figurant dans le Tableau B.1 ont été obtenues lors d'un essai
interlaboratoires auquel ont participé 16 laboratoires.
NOTE Pour les interférences, voir l'Annexe A.
4.6 Rapport d'essai
Le rapport d'essai doit contenir les informations suivantes:
a) tous les renseignements nécessaires à l'identification complète de l'échantillon;
b) une référence à la présente Norme internationale, c'est-à-dire l'ISO 6878:2004;
c) une référence à la méthode utilisée, et le numéro de l'article;
d) les résultats obtenus;
e) tous les détails opératoires non inclus dans la présente section ou considérés comme facultatifs, ainsi
que tous les incidents susceptibles d'avoir eu une influence sur les résultats.
5 Dosage des orthophosphates après extraction au solvant
5.1 Applicabilité
La présente méthode n'est applicable que lorsque la concentration en phosphates de l'échantillon est
inférieure à 0,01 mg/l P. Elle est particulièrement appropriée dans le cas de l'eau de mer.
5.2 Réactifs
Utiliser les réactifs spécifiés en 4.1.5, 4.1.6 et 4.1.10, ainsi que:
5.2.1 Hexan-1-ol (C H OH).
6 13
5.2.2 Éthanol (C H OH).
2 5
5.2.3 Orthophosphate, solution étalon, ρ = 0,5 mg/l P.
P
À l'aide d'une pipette, transférer 5,0 ml ± 0,01 ml de la solution mère étalon d'orthophosphate (4.1.10) dans
une fiole jaugée à un trait de 500 ml. Compléter au volume avec de l'eau et bien mélanger.
Préparer et utiliser cette solution le jour de l'emploi.
5.3 Prélèvement et échantillons
Voir 4.3.
5.4 Mode opératoire
5.4.1 Prise d'essai
À l'aide d'une éprouvette graduée, introduire 350 ml ± 5 ml de l'échantillon pour essai (4.3) dans une ampoule
à décanter de 500 ml.
5.4.2 Essai à blanc
Parallèlement au dosage, effectuer un essai à blanc en suivant le même mode opératoire et en utilisant les
mêmes quantités de réactifs que pour le dosage, mais en remplaçant la prise d'essai par 350 ml d'eau.
5.4.3 Étalonnage
5.4.3.1 Préparation des solutions d'étalonnage
Ajouter 300 ml ± 10 ml d'eau dans cinq ampoules à décanter. À l'aide d'une microburette, ajouter 1,4 ml,
2,8 ml, 4,2 ml, 5,6 ml et 7,0 ml de solution étalon d'orthophosphate (5.2.3) dans chaque ampoule à décanter
de 500 ml. Diluer chaque solution à 350 ml ± 10 ml avec de l'eau, boucher, agiter et mélanger. Ces solutions
représentent des concentrations en orthophosphates, ρ , égales à 0,002 mg/l, 0,004 mg/l, 0,006 mg/l,
P
0,008 mg/l et 0,01 mg/l respectivement.
5.4.3.2 Développement de la coloration
Tout en agitant, introduire dans chaque ampoule à décanter 7,0 ml ± 0,1 ml de solution d'acide ascorbique
(4.1.5) et 14,0 ml ± 0,1 ml de Solution I de molybdate acide (4.1.6).
Au bout de 15 min, ajouter 40,0 ml ± 0,1 ml d'hexan-1-ol (5.2.1) dans chaque ampoule à décanter. Boucher
les ampoules et agi
...
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