ISO 9277:1995

SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 9277:2000
01-februar-2000
'RORþLWHYVSHFLILþQHSRYUãLQHWUGQLKVQRYLY]UQFLK]DGVRUSFLMRSOLQDVSRPRþMR
PHWRGH%(7
Determination of the specific surface area of solids by gas adsorption using the BET
method
Détermination de l'aire massique (surface spécifique) des solides par adsorption de gaz
à l'aide de la méthode BET
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 9277:1995
ICS:
19.120 Analiza velikosti delcev. Particle size analysis. Sieving
Sejanje
SIST ISO 9277:2000 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

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SIST ISO 9277:2000

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SIST ISO 9277:2000
INTERNATIONAL ISO
STANDARD
9277
First edition
1995-05-15
Determination of the specific surface area
of solids by gas adsorption using the BET
method
Determination de I’aire massique (surface spkifique) des solides par
adsorption de gaz a I’aide de Ia methode BET
Reference number
ISO 9277:1995(E)

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SIST ISO 9277:2000
ISO 9277:1995(E)
Contents
Page
1
Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .*. 1
Normative reference “.~.~.“.D.~.“.OO.~.
......................................... 2
Definitions . .
. . . . . . . . . . . .o. 2
Symbols and units . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
. . . . . . . . . .*. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Principle
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Procedure
. . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1 Sample preparation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2 Experimental conditions
.....................................................
6.3 Methods of measurement
7
........... .........................................
7 Evaluation of adsorption data
7
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1 General
7
........................................................
7.2 Multipoint determination
8
............. .........................................
7.3 Single-Point determination
......................................................... 8
8 Test report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.................................. ....................... 9
9 Use of reference material
Annexes
............. IO
....................................
A Certified reference materlals
11
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B Bibliography
0 ISO 1995
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronie or mechanical, including photocopyrng and
microfilm, without Permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-121 1 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii

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SIST ISO 9277:2000
Q OS8
ISO 9277:1995(E)
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. Esch 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.
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.
International Standard ISO 9277 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 24, Sieves, sieving and other sizing methods, Subcommittee
SC 4, Sizing by me thods other than sieving.
Annexes A and B of this International Standard are for information only.
. . .
Ill

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SIST ISO 9277:2000
This page intentionally left blank

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SIST ISO 9277:2000
INTERNATIONAL STANDARD 0 ISO ISO 9277:1995(E)
Determination of the specific surface area of solids by
gas adsorption using the BET method
The BET method is applicable only to adsorption
1 Scope
isotherms of type II (disperse, nonporous or
macroporous solids) and type IV (mesoporous solids,
Ths International Standard specifies the determination
pore diameter between 2 nm and 50 nm) (see
of the totall) specific extemal and internal surface area
figure 1). Inaccessible pores are not detected. The
of disperse or porous solids by measuring the amount
BET method cannot reliably be applied to type I
of physically adsorbed gas according to the method
isotherms or to solids which absorb the measuring
of Brunauer, Emmett and Teller (BET method)[ll,
gas.
based on the 1984 IUPAC RecommendationsW
0 0 1 0 1 0 1
E
< Type11 Type Ill
Type l
Type IV
Type VI
TYPeV
Relative pressurepip, -----
- IUPAC classification of adsorption isotherms (typical BET range is indicated in types II and IV
Figure 1
by the hatched area)
1) For solids exhibiting a chemically heterogeneous surface, e.g. metal-carrying catalysts, the BET method gives the total
surface area, whereas the metallic Portion of the surface area may be measured by chemisorption methods.

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SIST ISO 9277:2000
0 ISO
ISO 9277:1995(E)
3.2 physisorption: VVeak bonding of the adsorbate,
2 Normative reference
reversible by small changes in pressure or tempera-
ture.
The following Standard contains provisions which,
through reference in this text, constitute provisions
3.3 adsorptive: Measuring gas to be adsorbed.
of this International Standard. At the time of publica-
tion, the edition indicated was valid. All Standards are
3.4 adsorbent: Solid which adsorbs the measuring
subject to revision, and Parties to agreements based
gas.
on this International Standard are encouraged to in-
vestigate the possibility of applying the most recent
3.5 adsorbate: Enriched adsorptive at the surface
edition of the Standard indicated below. Members of
of the adsorbent.
IEC and ISO maintain registers of currently valid
international Standards.
3.6 sutface area: Area of the extemal surface of a
solid plus the internal surface of its accessible macro-
ISO 8213: 1986, Chemical products for industrial use
and mesopores.
- Sampling techniques - Solid Chemical products in
the form of particles varying from powders to coarse
3.7 adsorption isotherm: Relation between the
lumps.
quantity of adsorbate and the equilibrium pressure of
the adsorptive at constant temperature.
3 Definitions
4 Symbols and units
For the purposes of this International Standard the
Table 1 presents the Symbols used in this Inter-
following definitions apply.
national Standard, together with their SI units. For
comparison purposes, the IUPAC[*] Symbols are also
3.1 adsorption: Enrichment of the adsorptive at the given. All specific dimensions are related to Sample
external and accessible internal surfaces of a solid. mass, in grams.
Table 1 - Symbols
ISO IUPAC
Parameter SI unit
Symbol Symbol
molecular Cross-sectional area occupied by an adsorbed molecule in a
nm2
am am
complete monolayer
specific surface area
m2 g-l
aS aS
BET Parameter
c 1 1) c
L Avogadro constant (= 6,022 x 1 023)
mol- ’ L
mass of the solid Sample
m m
g
specific mass adsorbed
1 1) ma
ma
specific amount adsorbed
mol=g- ’ na
na
specific monolayer capacity of adsorbate; amount of adsorbate needed to
mol=g- ’ n nm
nm
mf
cover the surface with a complete monolayer of molecules
specific monolayer capacity derived from multipoint measurement
mol=g- ’
nw-v
specific monolayer capacity derived from Single-Point measurement
mol-g- ’
nm,sp
pressure of the adsorptive in equilibrium with the adsorbate
Pa
P P
Saturation vapour pressure of the adsorptive
Pa
Po
PO
relative pressure of the adsorptive
1 1)
PIPO PIPO
molar gas constant (= 8,314)
R J-mol- ‘-KV ’
R
time
t min
t
2

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SIST ISO 9277:2000
0 ISO ISO 9277:1995(E)
IUPAC
ISO
SI unit
Parameter
Symbol
Symbol
K T
T temperature
mm3mg- ’ Va
specific volume adsorbed
Va
3
1) According to ISO 31-0, the coherent SI unit for any quantity of dimension one (at present commonly termed
“dimensionless”) is the unit one, Symbol 1.
The adsorptive gas is admitted to the Sample con-
5 Principle
tainer which is held at a constant temperature. The
amounts adsorbed are measured in equilibrium with
The method specified involves the determination of
the adsorptive gas pressure p and plotted against
the amount of adsorbate or adsorptive gas required
relative pressure, pIpO, to give an adsorption isotherm.
to cover the extemal and the accessible internal pore
Adsorption isotherms may be obtained by volumetric,
surfaces of a solid (see figure 2) with a complete
gravimetric, calorimetric or spectroscopic measure-
monolayer of adsorbate. This monolayer capacity tan
ment or by the carrier gas method using continuous
be calculated from the adsorption isotherm using the
or discontinuous Operation.
BET equation (1) (see 6.1). Any gas may be used,
provided it is physically adsorbed by weak bonds at
the surface of the solid (van der Waals forces), and
6 Procedure
tan be desorbed by a decrease in pressure at the
Same temperature.
6.1 Sample preparation
Sampling shall be carried out in accordance with
ISO 8213. Prior to the determination of an adsorption
isotherm, remove physically adsorbed material from
the Sample surface by degassing, while avoiding irre-
versible changes to the surface. Ascertain the maxi-
mum temperature at which the Sample is not affected
by thermogravimetric analysis (see figure3) or by trial
experiments using different degassing conditions of
time and temperature. When vacuum conditions are
used, degassing to a residual pressure of approxi-
mately 1 Pa or better is usually sufficient. Degassing
of the Sample tan also be performed at elevated
temperature by flushing with helium or with the ad-
sorptive. Degassing is complete when a steady value
of the residual gas pressure p, of its composition or
Figure 2 - Particle with surface detected by the of the Sample mass m is reached.
adsorption method shown by dotted line
Using the vacuum technique, isolate the heated sam-
ple Container from the pump and trap (at time ta in
figure4). If the pressure does not rise significantly
Nitrogen at its boiling Point (about 77 K) is usually the
over a period of 15 min to 30 min, degassing is com-
most suitable adsorptive. If the sensitivity of the in-
plete. This procedure also establishes the absence of
strument when using nitrogen is insufficient for low
leaks. The specific surface area should be related to
surface areas, adsorptives of heavier molecules or of
the mass of the degassed Sample.
vapour pressure lower than nitrogen, e.g. krypton,
may be used. The results of measurements with dif- After degassing, the Sample Container is cooled to the
ferent adsorptives may deviate from each other be- measuring temperature. lt should be noted that, at
Cause sf different molecular areas, different low gas pressures, the temperature of the Sample
accessibilities to pores and different measuring tem- needs some time to equilibrate due to the reduced
peratures. thermal conduction of the cooling bath.

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SIST ISO 9277:2000
ISO 9277:1995(E)
Curve at T,: temperature too low: long degassing time
Curve at Tz: Optimum temperature
Curve at T3: temperature too high: gas evolution due
to decomposition of the Sample
6
7,
1 Sample
3 Vacuum-generating System
1,
6 Balance
7 Oven
Thermogravimetric control of degassing
Figure 3 -
Curve at p,: degassing complete, apparatus tight
Curve at p2: incomplete degassing
Curve at p3: leak
ta: time of closing of the suction pipe
KW
1 Sample
3 Vacuum-generating System
4 Manometer
7 Oven
Figure 4 - Pressure control of degassing

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SIST ISO 9277:2000
0 ISO
ISO 9277: 1995(E)
6.2 Experimental conditions
The precision of the measurement depends on the
control of the following conditions.
The temperature of the adsorptive should be
a)
monitored during the analysis.
b) The purity of the adsorptive and any helium used
to calibrate volumes or as a carrier gas should be
at least 99,99 %. If necessary, the gases should
be dried and cleaned, e.g. Oxygen removed from
nitrogen.
c) The Saturation pressure p
...

NORME Iso
INTERNATIONALE
9277
Première édition
1995-05-I 5
Détermination de l’aire massique (surface
spécifique) des solides par adsorption de
gaz à l’aide de la méthode BET
Determination of the specific surface area of solids by gas adsorption
using the BET method
Numéro de référence
ISO 9277:1995(F)

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SS0 9277:1995(F)
Sommaire
Page
.................................................................... 1
1 Domaine d’application
4
1
2 Référence normative .
............................................................................. 2
3 Définitions .
................................................................... 2
4 Symboles et unités
3
5 Principe .
3
6 Mode opératoire .
3
61 . Préparation de l’échantillon .
Conditions opératoires requises . 4
62 .
............................................................. 5
63 . Méthodes de mesure
......................................... 7
7 Évaluation des quantités adsorbées
7.1 Généralités . 7
Détermination multipoints . 7
7.2
Détermination en un point . 8
7.3
Rapport d’essai . 8
8
....................................... 9
9 Utilisation de matériaux de référence
Annexes
10
A Matériaux de référence certifiés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
B Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0 ISO 1995
Droits de reproduction rhervés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
II

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0 ISO
ISO 9277:1995(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 9277 a été élaborée par le comité technique
ISOfK 24, Tamis, tamisage et autres méthodes de séparation granulo-
métrique, sous-comité SC 4, Granulométrie par procédés autres que ta-
mlsage.
Les annexes A et B de la présente Norme internationale sont données
uniquement à titre d’information.
. . .
III

---------------------- Page: 3 ----------------------
Page blanche

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NORME INTERNATIONALE 0 60
ISO 9277:1995(F)
Détermination de l’aire massique (surface spécifique)
des solides par adsorption de gaz à l’aide de la
méthode BET
La méthode BET n’est applicable qu’aux isothermes
1 Domaine d’application
de type II (solides dispersés et non poreux ou
macroporeux) et de type IV (solides mésoporeux dont
La présente Norme internationale prescrit la détermi-
les pores ont un diamètre de 2 nm à 50 nm) (voir fi-
nation de l’aire massique totale11 externe et interne
gure 1). Les pores fermés (inaccessibles) ne sont pas
des solides poreux ou dispersés en mesurant selon la
détectés. La méthode BET ne peut pas s’appliquer
méthode de Brunauer, Emmett et Teller~ll la quantité
avec fiabilité aux isothermes de type I ni aux solides
d’un gaz physiquement adsorbé. Elle tient compte
qui absorbent le gaz de mesure.
des recommandations de I’IUPAC de 1984 [*l.
1
.-
-#- 0 1 0 1 0 1
d
Type II Type III
Type l
2
Type IV Type VI
Type V
Pression relative, p/pO -
Figure 1 - Classification de I’IUPAC des isothermes d’adsorption (le domaine BET est indique dans les
types II et IV par des hachures)
1) Pour les solides présentant une surface chimiquement hétérogène, par exemple les supports pour métaux catalytiques, la
méthode BET donne Pa surface totale, tandis que la partie métallique active peut être mesurée par des méthodes de
chimisorption.

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0 ISO
ISO 9277:1995(F)
3.2 physisorption: Liaison faible de I’adsorbat, ré-
2 Référence normative
versible par de petits changements de pression ou de
température.
La norme suivante contient des dispositions qui, par
suite de la référence qui en est faite, constituent des
3.3 gaz d’adsorption: Gaz de mesure à adsorber.
dispositions valables pour la présente Norme interna-
tionale. Au moment de la publication, l’édition indi-
3.4 adsorbant: Solide qui adsorbe le gaz de mesure.
quée était en vigueur. Toute norme est sujette à
révision et les parties prenantes des accords fondés
3.5 adsorbat: Gaz condensé sur la surface de
sur la présente Norme internationale sont invitées à
l’adsorbant.
rechercher la possibilité d’appliquer l’édition la plus
récente de la norme indiquée ci-après. Les membres
3.6 aire massique: Aire de la surface externe d’un
de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Nor-
solide et de la surface interne de ses macro- et
mes internationales en vigueur à un moment donné.
mesopores accessibles.
ISO 8213: 1986, Produits chimiques à usage industriel
3.7 isotherme d’adsorption: Relation, à tempéra-
- Techniques de l’échantillonnage - Produits chimi-
ture constante, entre la quantité de gaz adsorbée et
ques solides de petite granulométrie et agglomérats
la pression d’équilibre du gaz d’adsorption.
grossiers.
4 Symboles et unités
3 Définitions
Les symboles avec leurs unités SI, utilisés dans la
Pour les besoins de la présente Norme internationale,
présente Norme internationale, sont donnés dans le
les définitions suivantes s’appliquent.
tableau 1. Les symboles de I’IUPAW] sont également
3.1 adsorption: Dépôt d’une couche de gaz qui se
donnés à titre comparatif. Toutes les dimensions
condense à la surface externe et interne accessible spécifiques sont données par rapport à la masse de
d’un solide. l’échantillon, en grammes.
Tableau 1 - Symboles
Symbole Symbole
Paramètre
Unité SI
ISO IUPAC
aire d’encombrement d’une molécule de gaz dans une monocouche
nm*
arn arn
complète
m*.g- ’
aire massique (surface spécifique)
as as
constante BET
c 1 1) C
L nombre d’Avogadro (= 6,022 x 1023)
mol- ’ L
m masse de l’échantillon solide
m
g
masse d’adsorbat spécifique
1 1) ma
ma
quantité spécifique adsorbée
mol=g- ’ na
na
capacité de couverture monomoléculaire: quantité d’adsorbat requise pour
mol~g- ’ n ni
nm
ml
couvrir la surface unitaire avec une monocouche complète
monocouche unitaire dérivée d’une mesure multipoint
mol-g- ’
+w-np
monocouche unitaire dérivée d’une mesure en un point
molmg- ’
+nsp
pression du gaz d’adsorption en équilibre avec I’adsorbat
Pa
P
P
pression de vapeur saturante du gaz d’adsorption
Pa
190
P0
pression relative du gaz d’adsorption
PIPO 1 1)
PIPO
R constante molaire des gaz parfaits (= 8,314)
J-mol- l-K- ’ R
temps
t min
t
2

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Q ISO ISO 9277:1995(F)
Symbole
Symbole
Paramètre Unité SI
IUPAC
ISO
I
K T
T température absolue
mm3ag- ’ Va
volume unitaire adsorbé
va
I
1) Conformément a I’ISO 31-0, dans un système d’unités cohérent, une grandeur de dimension un (actuellement indiquée
comme «sans dimension») acquiert l’unité 1.
bilité des pores et des différences de température de
5 Principe
mesure.
La méthode est basée sur la détermination de la
Le gaz d’adsorption est admis dans l’enceinte conte-
quantité de gaz d’adsorption nécessaire pour couvrir
nant l’échantillon, laquelle est maintenue à tempéra-
la surface externe du solide et celle de ses pores
ture constante. Les quantités adsorbées sont
internes accessibles (voir figure21 par une mono-
mesurées à l’équilibre avec la pression de gaz, p, et
couche complète d’adsorbat. Cette monocouche peut
la pression relative, p/po, est également notée pour
être calculée à partir de l’isotherme d’adsorption en
donner un isotherme d’adsorption. Les isothermes
utilisant l’équation BET (1) (voir 6.1). N’importe quel
d’adsorption sont obtenus par des mesures volumé-
gaz peut être employé à condition qu’il soit adsorbé
triques, gravimétriques, calorimétriques, spectrosco-
physiquement, c’est-à-dire retenu par des liaisons fai-
piques ou grâce à la méthode du gaz vecteur qui
bles à la surface du solide (forces de van der Waals)
opère d’une façon continue ou discontinue.
et qu’il puisse être désorbé par une diminution de la
pression à la même température.
6 Mode opératoire
6.1 Préparation de l’échantillon
L’échantillonnage doit être exécuté conformément à
I’ISO 8213. Avant de faire la détermination d’un
isotherme d’adsorption, enlever tous les produits
adsorbés sur la surface de l’échantillon par un déga-
zage sans toutefois provoquer de transformations ir-
réversibles sur cette surface. Vérifier la température
maximale à laquelle l’échantillon peut être porté sans
être affecté par thermogravimétrie (voir figure3) ou
par une série d’expériences préliminaires dans des
conditions différentes de dégazage jouant sur les pa-
ramètres de temps et de température. Quand le vide
est employé, le dégazage a une pression résiduelle
Particule avec l’aire massique
Figure 2 - d’environ 1 Pa à l’aide d’une pompe secondaire sans
détectée par la méthode d’adsorption, donnée par huile ou une pompe munie d’un piège refroidi est gé-
la ligne discontinue néralement suffisant. Le dégazage de l’échantillon
peut également être effectué à haute température par
balayage avec de l’hélium ou avec le gaz d’adsorption.
Le dégazage est terminé lorsqu’une valeur stable est
L’azote à son point d’ébullition (environ 77 K) est le
atteinte pour la pression résiduelle du gaz p, pour sa
gaz d’adsorption le plus couramment employé. Si la
composition ou pour la masse de l’échantillon m.
sensibilité de l’appareil utilisant l’azote est insuffisante
Si on emploie le vide, le porte-échantillon chaud peut
pour les faibles aires massiques, d’autres gaz aux
être isolé de la pompe et du piège (au moment ta à la
molécules plus lourdes ou de tension de vapeur sa-
turante plus faible que l’azote, par exemple argon ou figure4). Si la pression ne remonte pas d’une façon
krypton, peuvent être employés. Les résultats des significative pendant 15 min à 30 min, le dégazage
mesures avec différents gaz peuvent s’écarter les uns est complet. Cette façon de faire renseigne aussi sur
des autres en raison des différentes aires d’encom- l’absence de fuites. L’aire massique sera rapportée à
brement des molécules, des différences d’accessi- la masse de l’échantillon dégazé (désorbé) laquelle
3

---------------------- Page: 7 ----------------------
0 ISO
ISO 9277: 1995(F)
peut être déterminée avant ou après la détermination nécessaire, les gaz doivent être séchés et net-
de l’isotherme. toyés, par exemple le trappage des traces d’oxy-
gène dans l’azote.
Après le dégazage, le porte-échantillon est refroidi à
la température de mesure. II convient de noter qu’aux
La tension de vapeur saturante p. du gaz
cl
faibles pressions la mise en équilibre de la tempéra-
d’adsorption à la température de mesure doit être
ture de l’échantillon nécessite un certain temps pour déterminée, soit directement à l’aide d’un ther-
s’établir; ceci est dû à un contact thermique insuffi- momètre à tension de vapeur saturante d’azote,
sant avec le bain réfrigérant.
soit en pilotant et en mesurant la température du
bain thermostatique.
La précision des résultats dépend du soin de
dl
l’échantillonnage et de la préparation de I’échan-
6.2 Conditions opératoires requises
tillon.
La précision des mesures dépend du contrôle des
En mesure statique discontinue, au moins quatre
conditions suivantes.
points à des pressions relatives correspondant à la
validité de l’équation BET (généralement entre 0,05
gaz d’adsorption doit être
a) La température du
et 0,3) doivent être mesurés en équilibre. Pour les
procédure.
contrôlée pendant la
mesures en continu, il est nécessaire de contrôler
l’écart de l’équilibre soit par des interruptions de
b) Le gaz d’adsorption et l’hélium employé pour
temps à autre du flux gazeux, soit par le contrôle des
étalonner les volumes ou comme gaz vecteur
mesures en employant la méthode discontinue.
doivent avoir une pureté d’au moins 99,99 %. Si
Courbe T,: température trop basse: long temps de dégazage
Courbe T2: température optimale
Courbe T3: température trop élevée: évolution de gaz 3 cause
de décomposition de l’échantillon
r
Légende
1 Échantillon
3 Appareil de vide
6 Balance
7 Four
Figure 3 - Contrôle thermogravimétrique du dégazage

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 9277:1995(F)
Courbe pl: dégazage terminé, appareil hermétique
Courbe p2: dégazage non terminé
Courbe p3: fuite
ta: temps de ferm
...

NORME Iso
INTERNATIONALE
9277
Première édition
1995-05-I 5
Détermination de l’aire massique (surface
spécifique) des solides par adsorption de
gaz à l’aide de la méthode BET
Determination of the specific surface area of solids by gas adsorption
using the BET method
Numéro de référence
ISO 9277:1995(F)

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SS0 9277:1995(F)
Sommaire
Page
.................................................................... 1
1 Domaine d’application
4
1
2 Référence normative .
............................................................................. 2
3 Définitions .
................................................................... 2
4 Symboles et unités
3
5 Principe .
3
6 Mode opératoire .
3
61 . Préparation de l’échantillon .
Conditions opératoires requises . 4
62 .
............................................................. 5
63 . Méthodes de mesure
......................................... 7
7 Évaluation des quantités adsorbées
7.1 Généralités . 7
Détermination multipoints . 7
7.2
Détermination en un point . 8
7.3
Rapport d’essai . 8
8
....................................... 9
9 Utilisation de matériaux de référence
Annexes
10
A Matériaux de référence certifiés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
B Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0 ISO 1995
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cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
II

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0 ISO
ISO 9277:1995(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 9277 a été élaborée par le comité technique
ISOfK 24, Tamis, tamisage et autres méthodes de séparation granulo-
métrique, sous-comité SC 4, Granulométrie par procédés autres que ta-
mlsage.
Les annexes A et B de la présente Norme internationale sont données
uniquement à titre d’information.
. . .
III

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Page blanche

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NORME INTERNATIONALE 0 60
ISO 9277:1995(F)
Détermination de l’aire massique (surface spécifique)
des solides par adsorption de gaz à l’aide de la
méthode BET
La méthode BET n’est applicable qu’aux isothermes
1 Domaine d’application
de type II (solides dispersés et non poreux ou
macroporeux) et de type IV (solides mésoporeux dont
La présente Norme internationale prescrit la détermi-
les pores ont un diamètre de 2 nm à 50 nm) (voir fi-
nation de l’aire massique totale11 externe et interne
gure 1). Les pores fermés (inaccessibles) ne sont pas
des solides poreux ou dispersés en mesurant selon la
détectés. La méthode BET ne peut pas s’appliquer
méthode de Brunauer, Emmett et Teller~ll la quantité
avec fiabilité aux isothermes de type I ni aux solides
d’un gaz physiquement adsorbé. Elle tient compte
qui absorbent le gaz de mesure.
des recommandations de I’IUPAC de 1984 [*l.
1
.-
-#- 0 1 0 1 0 1
d
Type II Type III
Type l
2
Type IV Type VI
Type V
Pression relative, p/pO -
Figure 1 - Classification de I’IUPAC des isothermes d’adsorption (le domaine BET est indique dans les
types II et IV par des hachures)
1) Pour les solides présentant une surface chimiquement hétérogène, par exemple les supports pour métaux catalytiques, la
méthode BET donne Pa surface totale, tandis que la partie métallique active peut être mesurée par des méthodes de
chimisorption.

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ISO 9277:1995(F)
3.2 physisorption: Liaison faible de I’adsorbat, ré-
2 Référence normative
versible par de petits changements de pression ou de
température.
La norme suivante contient des dispositions qui, par
suite de la référence qui en est faite, constituent des
3.3 gaz d’adsorption: Gaz de mesure à adsorber.
dispositions valables pour la présente Norme interna-
tionale. Au moment de la publication, l’édition indi-
3.4 adsorbant: Solide qui adsorbe le gaz de mesure.
quée était en vigueur. Toute norme est sujette à
révision et les parties prenantes des accords fondés
3.5 adsorbat: Gaz condensé sur la surface de
sur la présente Norme internationale sont invitées à
l’adsorbant.
rechercher la possibilité d’appliquer l’édition la plus
récente de la norme indiquée ci-après. Les membres
3.6 aire massique: Aire de la surface externe d’un
de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Nor-
solide et de la surface interne de ses macro- et
mes internationales en vigueur à un moment donné.
mesopores accessibles.
ISO 8213: 1986, Produits chimiques à usage industriel
3.7 isotherme d’adsorption: Relation, à tempéra-
- Techniques de l’échantillonnage - Produits chimi-
ture constante, entre la quantité de gaz adsorbée et
ques solides de petite granulométrie et agglomérats
la pression d’équilibre du gaz d’adsorption.
grossiers.
4 Symboles et unités
3 Définitions
Les symboles avec leurs unités SI, utilisés dans la
Pour les besoins de la présente Norme internationale,
présente Norme internationale, sont donnés dans le
les définitions suivantes s’appliquent.
tableau 1. Les symboles de I’IUPAW] sont également
3.1 adsorption: Dépôt d’une couche de gaz qui se
donnés à titre comparatif. Toutes les dimensions
condense à la surface externe et interne accessible spécifiques sont données par rapport à la masse de
d’un solide. l’échantillon, en grammes.
Tableau 1 - Symboles
Symbole Symbole
Paramètre
Unité SI
ISO IUPAC
aire d’encombrement d’une molécule de gaz dans une monocouche
nm*
arn arn
complète
m*.g- ’
aire massique (surface spécifique)
as as
constante BET
c 1 1) C
L nombre d’Avogadro (= 6,022 x 1023)
mol- ’ L
m masse de l’échantillon solide
m
g
masse d’adsorbat spécifique
1 1) ma
ma
quantité spécifique adsorbée
mol=g- ’ na
na
capacité de couverture monomoléculaire: quantité d’adsorbat requise pour
mol~g- ’ n ni
nm
ml
couvrir la surface unitaire avec une monocouche complète
monocouche unitaire dérivée d’une mesure multipoint
mol-g- ’
+w-np
monocouche unitaire dérivée d’une mesure en un point
molmg- ’
+nsp
pression du gaz d’adsorption en équilibre avec I’adsorbat
Pa
P
P
pression de vapeur saturante du gaz d’adsorption
Pa
190
P0
pression relative du gaz d’adsorption
PIPO 1 1)
PIPO
R constante molaire des gaz parfaits (= 8,314)
J-mol- l-K- ’ R
temps
t min
t
2

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Q ISO ISO 9277:1995(F)
Symbole
Symbole
Paramètre Unité SI
IUPAC
ISO
I
K T
T température absolue
mm3ag- ’ Va
volume unitaire adsorbé
va
I
1) Conformément a I’ISO 31-0, dans un système d’unités cohérent, une grandeur de dimension un (actuellement indiquée
comme «sans dimension») acquiert l’unité 1.
bilité des pores et des différences de température de
5 Principe
mesure.
La méthode est basée sur la détermination de la
Le gaz d’adsorption est admis dans l’enceinte conte-
quantité de gaz d’adsorption nécessaire pour couvrir
nant l’échantillon, laquelle est maintenue à tempéra-
la surface externe du solide et celle de ses pores
ture constante. Les quantités adsorbées sont
internes accessibles (voir figure21 par une mono-
mesurées à l’équilibre avec la pression de gaz, p, et
couche complète d’adsorbat. Cette monocouche peut
la pression relative, p/po, est également notée pour
être calculée à partir de l’isotherme d’adsorption en
donner un isotherme d’adsorption. Les isothermes
utilisant l’équation BET (1) (voir 6.1). N’importe quel
d’adsorption sont obtenus par des mesures volumé-
gaz peut être employé à condition qu’il soit adsorbé
triques, gravimétriques, calorimétriques, spectrosco-
physiquement, c’est-à-dire retenu par des liaisons fai-
piques ou grâce à la méthode du gaz vecteur qui
bles à la surface du solide (forces de van der Waals)
opère d’une façon continue ou discontinue.
et qu’il puisse être désorbé par une diminution de la
pression à la même température.
6 Mode opératoire
6.1 Préparation de l’échantillon
L’échantillonnage doit être exécuté conformément à
I’ISO 8213. Avant de faire la détermination d’un
isotherme d’adsorption, enlever tous les produits
adsorbés sur la surface de l’échantillon par un déga-
zage sans toutefois provoquer de transformations ir-
réversibles sur cette surface. Vérifier la température
maximale à laquelle l’échantillon peut être porté sans
être affecté par thermogravimétrie (voir figure3) ou
par une série d’expériences préliminaires dans des
conditions différentes de dégazage jouant sur les pa-
ramètres de temps et de température. Quand le vide
est employé, le dégazage a une pression résiduelle
Particule avec l’aire massique
Figure 2 - d’environ 1 Pa à l’aide d’une pompe secondaire sans
détectée par la méthode d’adsorption, donnée par huile ou une pompe munie d’un piège refroidi est gé-
la ligne discontinue néralement suffisant. Le dégazage de l’échantillon
peut également être effectué à haute température par
balayage avec de l’hélium ou avec le gaz d’adsorption.
Le dégazage est terminé lorsqu’une valeur stable est
L’azote à son point d’ébullition (environ 77 K) est le
atteinte pour la pression résiduelle du gaz p, pour sa
gaz d’adsorption le plus couramment employé. Si la
composition ou pour la masse de l’échantillon m.
sensibilité de l’appareil utilisant l’azote est insuffisante
Si on emploie le vide, le porte-échantillon chaud peut
pour les faibles aires massiques, d’autres gaz aux
être isolé de la pompe et du piège (au moment ta à la
molécules plus lourdes ou de tension de vapeur sa-
turante plus faible que l’azote, par exemple argon ou figure4). Si la pression ne remonte pas d’une façon
krypton, peuvent être employés. Les résultats des significative pendant 15 min à 30 min, le dégazage
mesures avec différents gaz peuvent s’écarter les uns est complet. Cette façon de faire renseigne aussi sur
des autres en raison des différentes aires d’encom- l’absence de fuites. L’aire massique sera rapportée à
brement des molécules, des différences d’accessi- la masse de l’échantillon dégazé (désorbé) laquelle
3

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0 ISO
ISO 9277: 1995(F)
peut être déterminée avant ou après la détermination nécessaire, les gaz doivent être séchés et net-
de l’isotherme. toyés, par exemple le trappage des traces d’oxy-
gène dans l’azote.
Après le dégazage, le porte-échantillon est refroidi à
la température de mesure. II convient de noter qu’aux
La tension de vapeur saturante p. du gaz
cl
faibles pressions la mise en équilibre de la tempéra-
d’adsorption à la température de mesure doit être
ture de l’échantillon nécessite un certain temps pour déterminée, soit directement à l’aide d’un ther-
s’établir; ceci est dû à un contact thermique insuffi- momètre à tension de vapeur saturante d’azote,
sant avec le bain réfrigérant.
soit en pilotant et en mesurant la température du
bain thermostatique.
La précision des résultats dépend du soin de
dl
l’échantillonnage et de la préparation de I’échan-
6.2 Conditions opératoires requises
tillon.
La précision des mesures dépend du contrôle des
En mesure statique discontinue, au moins quatre
conditions suivantes.
points à des pressions relatives correspondant à la
validité de l’équation BET (généralement entre 0,05
gaz d’adsorption doit être
a) La température du
et 0,3) doivent être mesurés en équilibre. Pour les
procédure.
contrôlée pendant la
mesures en continu, il est nécessaire de contrôler
l’écart de l’équilibre soit par des interruptions de
b) Le gaz d’adsorption et l’hélium employé pour
temps à autre du flux gazeux, soit par le contrôle des
étalonner les volumes ou comme gaz vecteur
mesures en employant la méthode discontinue.
doivent avoir une pureté d’au moins 99,99 %. Si
Courbe T,: température trop basse: long temps de dégazage
Courbe T2: température optimale
Courbe T3: température trop élevée: évolution de gaz 3 cause
de décomposition de l’échantillon
r
Légende
1 Échantillon
3 Appareil de vide
6 Balance
7 Four
Figure 3 - Contrôle thermogravimétrique du dégazage

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ISO 9277:1995(F)
Courbe pl: dégazage terminé, appareil hermétique
Courbe p2: dégazage non terminé
Courbe p3: fuite
ta: temps de ferm
...