ISO/R 1975:1971
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Ref. NO. : ISO/R 1975-1971 (E)
IS0
I N T E RN AT I O N A L O R G A N I2 AT I O N FOR STAN DARD IZATl O N
IS0 RECOMMENDATION
L’
R 1975
CHEMICAL ANALYSIS OF MAGNESIUM AND ITS ALLOYS
DETERMINATION OF SILICON
SPECTROPHOTOMETRIC METHOD
WITH THE REDUCED SlLlCOMOLYBDlC COMPLEX
1st EDITION
April 1971
COPYRIGHT RESERVED
The copyright of IS0 Recommendations and IS0 Standards
belongs to IS0 Member Bodies. Reproduction of these
documents, in any country, may be authorized therefore only
by the national standards organization of that country, being
a member of ISO.
For each individual country the only valid standard is the national standard of that country.
Printed in Switzerland
Also issued in French and Russian. Copies to be obtained through the national standards organizations.
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BRIEF HISTORY
The IS0 Recommendation R 1975, Chemical analysis of magnesium and its alloys - Determination of
silicon - Spectrophotometric method with the reduced silicomolybdic complex, was drawn up by Technical
Committee ISO/TC 79, Light metals and their alloys, the Secretariat of which is held by the Association Fran-
çaise de Normalisation (AFNOR).
L-
Work on this question led to the adoption of Draft IS0 Recommendation No. 1975, which was circulated
to all the IS0 Member Bodies for enquiry in May 1970. It was approved, subject to a few modifications of an
editorial nature, by the following Member Bodies :
Australia India Spain
Austria Iran Sweden
Belgium Israel Switzerland
Canada Italy Thailand
Chile Japan U.A.R.
Netherlands United Kingdom
France
Germany New Zealand U.S.A.
Greece Norway
Hungary South Africa, Rep. of
No Member Body opposed the approval of the Draft.
This Draft IS0 Recommendation was then submitted by correspondence to the IS0 Council, which decided
to accept it as an IS0 RECOMMENDATION.
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-5- ISO/R 1975-1971 (E)
IS0 Recommendation R 1975 April 1971
CHEMICAL ANALYSIS OF MAGNESIUM AND ITS ALLOYS
DETERMINATION OF SILICON
SPECTROPHOTOMETRIC METHOD
WITH THE REDUCED SlLlCOMOLYBDlC COMPLEX
1. SCOPE
This IS0 Recommendation describes a spectrophotometric method using the reduced silicomolybdic complex
for the determination of silicon in magnesium and magnesium alloys.
This method is applicable to the determination of silicon contents between 0.01 and 0.6 %.
Special cases
Alloys containing rare earths or thorium (this case is being studied).
2. PRINCIPLE
Attack by sulphuric acid in the presence of bromine water. Complexing of the silicon by potassium fluoride
2.1
and decomplexing by boric acid.
2.2 Formation of the oxidized silicomolybdic complex (yellow) under clearly defined conditions of acidity.
2.3 Selective reduction of the complex in a sulphuric acid medium of high acidity and in the presence of
tartaric acid.
Spectrophotometric measurement of the blue-coloured complex at a wavelength of about 810 nm.
2.4
3. REAGENTS
For the analysis, use only doubly distilled water.
Keep all the reagent solutions, with the exception of the bromine water (3.1), in plastic bottles.
3.1 Bromine water saturated at ambient temperature.
3.2 Sulphuric acid (d = 1.29), approximately 10 N.
Carefully add 280 ml of sulphuric acid (d = 1.84), approximately 35.6 N, to approximately 700 ml of water.
After cooling, make up the volume to 1000 ml and mix.
3.3 Sulphuric acid (d = 1.03), approximately 1 N.
Dilute 100 ml of the sulphuric acid (3.2) with water and make up the volume to 1000 ml.
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- 6 .- ISO/R 1975-1971 (E)
3.4 Magnesium solution, 10 g/l.
Weigh, to within 0.01 g, 10 g of pure magnesium (purity greater than 99.9 %) and place in a tall form beaker
of suitable capacity (for example 600 mi). Add approximately 200 ml of water and, in small portions, 120 ml
of sulphuric acid (3.2). When the reaction is completed, boil the solution for 5 minutes. Cool and transfer
quantitatively to a 1000 ml volumetric flask. Make up to volume and mix.
3.5 Potassium fluoride solution, 50 g/l.
Dissolve 50 g of potassium fluoride (KF) in water, filter if necessary, and make up the volume to 1000 ml.
3.6 Boric acid, solution saturated at 20 "C (approximately 40 g/l).
Dissolve 40 g of boric acid (H3 BO3) in hot water, dilute to approximately 900 ml, cool and make up the
volume to 1000 mi.
3.7 Molybdic solution
Use either of the solutions indicated below :
3.7.1 Sodium molybdate solution, 195 g/l.
Dissolve 19.5 g of sodium molybdate dihydrate (Na2Mo04.2Hz0) in hot water, and after cooling make
up the volume to 100 ml.
The pH of this solution should be about 7.
3.7.2 Ammonium molybdate solution, 140 g/l.
Dissolve 14.0 g of ammonium molybdate [(NH4)6M07024 .4Hz0] in lukewarm water, and make up the
volume to 100 ml.
Prepare these solutions immediately before use.
3.8 Tartaric acid solution, 200 g/l.
Dissolve 200 g of tartaric acid (C4H606) in water, and make up the volume to 1000 ml.
3.9 Ascorbic acid solution, 20 g/l.
Dissolve 2 g of ascorbic acid (C6HB06) in water, and make up the volume to 100 ml.
Use a freshly prepared solution.
3.10 Standard silicon solution containing 0.100 g of silicon (Si) per litre.
In a platinum crucible weigh, to the nearest 0.0002 g, 0.2140 g of pure silica (Sioz) finely ground, previously
calcined at 1000 "C to constant mass and cooled in a desiccator.
Add to the crucible 2 g of a mixture of equal parts of anhydrous sodium carbonate and anhydrous potassium
carbonate. Mix carefully, preferably with a platinum spatula, and fuse carefully until a transparent mass is
obtained. Allow to cool, dissolve the fused mass in hot water and transfer the solution to a plastic beaker.
Dilute to approximately 700 ml, cool, transfer the solution to a 1000 ml volumetric flask, make up to volume
and mix.
1 ml of this standard solution contains O. 1 O mg of Si.
NOTE. - Avoid contact between platinum containers and refractory materials. In order to isolate them from the furnace
plate, use, for example, platinum supports.
3.11 Standard silicon solution containing 0.010 g of silicon (Si) per litre.
Transfer 50.0 ml of standard silicon solution (3.10) to a 500 ml volumetric flask, make up to volume and
mix.
1 ml of this standard solution contains 0.0 1 mg of Si.
Prepare this solution immediately before use.
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4. APPARATUS
Ordinary laboratory apparatus. The glassware should be carefully washed with a hot sulphuric/chromic
4.1
acid mixture, copiously rinsed with water and finally with doubly distilled water (do not dry). Platinum
containers (crucibles, dishes, etc.) should be cleaned with fused sodium carbonate, washed with boiling
hydrochloric acid, then copiously washed with doubly distilled water.
4.2 pH-meter, fitted with a glass electrode.
4.3 Spectrophotometer.
5. SAMPLING
5.1 Laboratory sample*
5.2 Test sample
Chips not more than 1 mm thick obtained by milling or drilling.
6. PROCEDURE
6.1 Sample
Weigh, to the nearest 0.001 g, 1 g of the test sample (5.2) for silicon contents between 0.01 and 0.05 %,
or 0.5 g for silicon contents between 0.05 and 0.6 %.
6.2 Plotting of the calibration curve
In view of the fact that the interference from magnesium is in proportion to the quantity of magnesium
present, it is necessary to plot two calibration curves. The curve in the presence of 0.02 g of magnesium
is identical, for low silicon contents, with the calibration curve plotted in the absence of magnesium; for
this reason it can also serve as the blank test.
6.2.1 Preparation of check solutions related to spectrophotometric measurements camed out with an optical
path of 1 cm.
6.2.1.1 TEST PORTION OF 1 g. Into each of a series of six plastic beakers of suitable capacity (for example
250 mi), place 100.0 ml of the magnesium solution (3.4), containing 1 g of magnesium, and then
respectively the volumes of the standard silicon solution (3.10 or 3.1 1) indicated in the following
table
Volume of
standard silicon solution
Corresponding mass of silicon
(3.11) I (3.10)
I
01 0.05
0.10
0.25
25.0 I -
0.50
-
0.75
7.5
* Compensating solution.
*
The IS0 Recommendation concerning sampling from supply batches will be studied as soon as ISO/TC 69, Applications of
stutisrical methods, has specified the general procedures to be adopted.
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Then add to each beaker 5 ml of the potassium fluoride solution (3.5), stir with a plastic rod
and allow to stand for 15 to 20 minutes at a temperature of between 60 and 70 OC.
Add 50 ml of the boric acid solution (3.6) and stir.
Cool to ambient temperature, transfer the solutions to 250 ml volumetric flasks, make up to
volume and mix.
TEST PORTION OF 0.5 g AND BLANK TEST. Into each Of a Series Of Six plastic beakers Of suitable
6.2.1.2
capacity (for example 250 mi), place 50.0 ml of the magnesium solution (3.4), containing 0.5 g
of magnesium, and 23.0 mi of the sulphuric acid (3.2) and finally the volumes of standard silicon
solution (3.10) indicated in the following table :
~
Volume of
Corresponding mass of silicon
standard silicon solution (3.10)
ml
~
O* O
0.25
2.5
5 .O 0.50
12.5 1.25
25 .O 2.50
37.5 3.75
* Compensating solution.
Dilute, if necessary, to 100 ml, then add to each beaker 5 ml of the potassium fluoride solution
(3.9, stir with a plastic rod and allow to stand for 15 to 20 minutes at a temperature of between
60 and 70 OC. Add 50 ml of the boric acid solution (3.6) and stir. Cool to ambient temperature,
transfer the solutions to 250 ml volumetric flasks, make up to volume and mix.
NOTE. - In order to avoid hydrolysis of the silicon solutions, it is necessary to prepare them immediatel
...
Réf. NO : IW/R 1975-1971 (F)
CDU 669.721 : 543.42 : 546.28
IS0
ORGAN IS AT1 ON INTERN AT1 ON A LE DE NORM A LI SAT1 ON
RECOMMANDATION IS0
R 1975
ANALYSE CHIMIQUE DU MAGNÉSIUM ET DE SES ALLIAGES
DOSAGE DU SILICIUM
MÉTHODE SPECTROPHOTOMÉTRIQUE
AU COMPLEXE SILICOMOLYBDIQUE RÉDUIT
ibre EDITION
Avril 1971
REPRODUCTION INTERDITE
Le droit de reproduction des Recommandations IS0 et des Nonnes
IS0 est la propriété des Comités Membres de I’ISO. En consé-
quence, dans chaque pays, la reproduction de ces documents ne
peut être autorisée que par l’organisation nationale de normali-
sation de ce pays, membre de I’ISO.
Seules les normes nationales sont valables dans leurs pays respectifs.
Imprimé en Suisse
Ce document est également édite en anglais et en russe. Il peut être obtenu auprès des organisations
nationales de normalisation.
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W'
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-3-
HISTORIQUE
La Recommandation ISO/R 1975, Analyse chimique du magnésium et de ses alliages - Dosage du silicium -
Méthode spectrophotométrique au complexe silicomolybdique réduit, a été élaborée par le Comité Technique
ISO/TC 79, Métaux légers et leurs alliages, dont le Secrétariat est assuré par l'Association Française de Normali-
sation (AFNOR).
L
Les travaux relatifs à cette question aboutirent à l'adoption du Projet de Recommandation IS0 No 1975
qui fut soumis, en mai 1970, à l'enquête de tous les Comités Membres de I'ISO. I1 fut approuvé, sous réserve de
quelques modifications d'ordre rédactionnel, par les Comités Membres suivants :
Afrique du Sud, Rép. d' Grèce Pays-Bas
Allemagne Hongrie R.A.U.
Australie Inde Roy au me -Uni
Autriche Iran Suède
Belgique Israël Suisse
Canada Italie Thaïlande
Chili Japon U.S.A.
Espagne Norvège
France Nouvelle-Zélande
Aucun Comité Membre ne se déclara opposé à l'approbation du Projet.
Ce Projet de Recommandation IS0 fut alors soumis par correspondance au Conseil de I'ISO, qui décida de
l'accepter comme RECOMMANDATION ISO.
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Recommandation IS0 R 1975 Avril 1971
ANALYSE CHIMIQUE DU MAGNÉSIUM ET DE SES ALLIAGES
DOSAGE DU SILICIUM
M ÉTHOD E SPECTROPHOTOM ÉTR IQUE
AU COMPLEXE SILICOMOLYBDIQUE RÉDUIT
1. OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION
La présente Recommandation IS0 décrit une méthode spectrophotométnque au complexe silicomolybdique
réduit pour le dosage du silicium dans le magnésium et les alliages de magnisium.
Cette mithode est applicable à la détermination de teneurs en silicium comprises entre 0,Ol et 0,6 %.
Cas particuliers
Alliages contenant des terres rares ou du thorium (en cours d’étude).
2. PRINCIPE
Attaque par l’acide sulfurique en présence d’eau de brome. Complexation de la silice par le fluorure de
2.1
potassium, et décomplexation par l’acide borique.
2.2 Formation du complexe silicomolybdique oxydé Ciaune) dans des conditions bien définies d’acidité.
2.3 Réduction sélective du complexe en milieu sulfurique d’acidité élevée et en présence d’acide tartrique.
2.4 Mesure spectrophotométrique du complexe coloré bleu à une longueur d’onde d’environ 810 nm.
3. RÉACTIFS
Au cours de l’analyse, n’utiliser que de l’eau bidistillée.
Conserver toutes les solutions des réactifs, à l’exception de l’eau de brome (3.1), dans des flacons en matière
plastique.
3.1 Eau de brome saturée à température ambiante.
3.2 Acide sulfurique (d = 1,29), environ 10 N.
Ajouter, avec précaution, 280 mi d’acide sulfurique (d = 1,84), 35,6 N environ, à environ 700 ml d’eau.
Après refroidissement, compléter le volume à 1000 ml et homogénéiser.
3.3 Acide sulfurique (d = 1,03), environ 1 N.
Diluer 100 ml d’acide sulfurique (3.2) avec de l’eau et compléter le volume à 1000 ml.
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3.4 Magnésium, solution à 10 g/l.
Peser, à 0,Ol g près, 10 g de magnésium extra pur (titre supérieur à 99,9 %) et les introduire dans un bécher,
forme haute, de capacité convenable (600 ml, par exemple). Ajouter 200 ml environ d'eau et, par petites
fractions, 120 ml d'acide sulfurique (3.2). Une fois la réaction terminée, faire bouillir pendant 5 minutes.
Refroidir et transvaser dans une fiole jaugée de 1000 ml. Compléter au volume et homogénéiser.
3.5 Fluorure de potassium, solution à 50 g/l.
Dissoudre 50 g de fluorure de potassium (KF) dans de l'eau, fitrer si nécessaire, et compléter le volume à
1000 ml.
3.6 Acide borique, solution saturée à 20 "C (40 g/l environ).
Dissoudre 40 g d'acide borique (H3 BO3) dans de l'eau chaude, diluer à 900 ml environ, refroidir et compléter
le volume à 1000 ml.
3.7 Solution molybdique
Employer en alternative l'une des solutions ci-dessous :
3.7.1 Molybdate de sodium, solution à 195 g/l.
Dissoudre 19,5 g de molybdate de sodium bihydraté (NazMo04 .2 HzO) dans de l'eau chaude et, après
refroidissement, compléter le volume à 100 ml.
Le pH de cette solution doit être 7 environ.
3.7.2 Molybdate d'ammonium, solution à 140 g/l.
Dissoudre 14,O g de molybdate d'ammonium [(NH4)6Mo,0z4 .4 HzO] dans de l'eau tiède et compléter le
volume à 100 ml.
Préparer ces solutions au moment de l'emploi.
3.8 Acide tartrique, solution à 200 g/l.
Dissoudre 200 g d'acide tartrique (C4H606) dans de l'eau et compléter le volume à 1000 ml.
Acide ascorbique, solution à 20 g/l.
3.9
Dissoudre 2 g d'acide ascorbique (c6 H8 06) dans de l'eau et compléter le volume à 1 00 ml.
Employer une solution fraîchement préparée.
.
3.10 Silicium, solution étalon, contenant 0,100 g de silicium (Si) par litre.
Dans un creuset de platine, peser, à 0,0002 g près, 0,2140 g de silice pure (Sioz) finement broyée, préalable-
ment calcinée à loo0 "C jusqu'à masse constante et refroidie en dessiccateur.
Ajouter, dans le creuset, 2 g d'un mélange en parties égales de carbonate de sodium anhydre et de carbonate
de potassium anhydre. Bien mélanger, de préférence avec une spatule de platine, et faire fondre soigneusement
jusqu'à l'obtention d'une masse transparente. Laisser refroidir, dissoudre la masse fondue avec de l'eau chaude,
et transvaser la solution dans un bécher en matière plastique.
Diluer à 700 ml environ, refroidir, transvaser la solution dans une fiole jaugée de 1000 ml, compléter au
volume et homogénéiser.
1 ml de cette solution étalon contient 0,lO mg de Si.
NOTE. - Eviter le contact des récipients de platine avec des matériaux réfractaires. Pour les isoler de la sole du four,
employer, par exemple, des supports de platine.
3.11 Silicium, solution étalon, contenant 0,010 g de silicium (Si) par litre.
Prélever 50,O ml de la solution étalon de silicium (3.10) et les introduire dans une fiole jaugée de 500 ml,
compléter au volume et homogénéiser.
1 ml de cette solution étalon contient 0,Ol mg de Si.
Préparer cette solution au moment de l'emploi.
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4. APPAREILLAGE
Matériel courant de laboratoire. La verrerie doit être soigneusement lavée au mélange sulfochromique chaud,
4.1
abondamment rincée à l’eau et, enfin, à l’eau bidistillée (ne pas sécher). Les récipients en platine (creuset,
capsule, etc) doivent être nettoyés au carbonate de sodium fondu, lavés à l’acide chlorhydrique bouillant,
puis copieusement lavés à l’eau bidistillée.
4.2 pH-mètre, muni d‘une électrode en verre.
4.3 Spectrophotomètre
S. ÉCHANTILLONNAGE
5.1 Echantillon pour laboratoire*
5.2 Echantillon pour essai
Copeaux d’épaisseur inférieure ou égaie à 1 mm, obtenus par fraisage ou perçage.
6. MODE OPÉRATOIRE
6.1 Rised’essai
Peser, à 0,001 g près, 1 g de l’échantillon pour essai (5.2) pour des teneurs en silicium comprises entre 0,Ol
et 0,05 %, ou 0,5 g pour des teneurs en silicium comprises entre 0,05 et 0,6 %.
Etablissement de la courbe d’étalonnage
6.2
il est
Etant donné que l’interférence du magnésium est en rapport avec la quantité de magnésium présent,
nécessaire de tracer deux courbes d’étalonnage. La courbe en présence de 0,02 g de magnésium s’identifie -
pour les basses teneurs en silicium - avec la courbe d’étalonnage tracée en l’absence de magnésium; c’est
pourquoi elle pourra aussi servir pour l’essai à blanc.
6.2.1 Préparation des solutions témoins, rapportées à des mesures spectrophotométriques effectuées avec un
parcours optique de 1 cm.
6.2.1.1 PRISE D’ESSAI DE 1 g. Dans une série de six béchers en matières plastique de capacité convenable
(250 ml, par exemple), introduire 100,O ml de la solution de magnésium (3.4) - contenant 1 g de
magnésium - et ensuite respectivement les volumes des solutions étalon de silicium (3.10 ou 3.1 1)
indiqués dans le tableau suivant :
Volume de
solution étalon de silicium
Masse de silicium correspondante
(3.11) (3.1 O)
O
0,05
0,lO
10,o I -
0,25
25*0 I -
0,50
0,75
* Solution de compensation.
La Recommandation IS0 relative à l’échantillonnage à partir des lots de fourniture sera mise à l’étude dès que le Comité Technique
lSO/TC 69, Application des méthodes statistiques, aura précisé les modalités de caractère général à adopter.
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-a- ISO/R 1975-1971 (F)
Ajouter ensuite, dans chaque bécher, 5 mi de la solution de fluorure de potassium (3.5), agiter
avec une baguette en matière plastique et laisser reposer de 15 à 20 minutes à une température
comprise entre 60 et 70 OC.
Ajouter 50 ml de la solution d’acide borique (3.6) et agiter.
Refroidir à température ambiante, transvaser les solutions dans des fioles jaugées de 250 ml,
compléter au volume et homogénéiser.
PRISE D’ESSAI DE 0,5 g ET ESSAI À BLANC. Dans une série de six béchers en matière plastique de
6.2.1.2
capacité convenable (250 ml, par exemple), introduire 50,O ml de la solution de magnésium (3.4) -
contenant 0,5 g de magnisium - et 23,O ml d’acide sulfurique (3.2) et ensuite respectivement les
volumes de la solution étalon de silicium (3.10) indiqués dans le tableau suivant :
Volume de
Masse de silicium correspondante
solution étalon de silicium (3.10)
ml
mg
O
O*
0,25
2,s
0,50
5 ,O
12,5 1,25
25 ,O 2,50
373 3,75
* Solution de compensation.
Diluer, si nécessaire, à 100 ml, ajouter ensuite, dans chaque bécher, 5 ml de la solution de fluorure
de potassium (3.9, agiter avec une baguette en matière plastique et laisser reposer de 15 à 20 minutes
à une température comprise entre 60 et 70 OC. Ajouter 50 ml de la solution d’acide borique (3.6) et
agiter. Refroidir à température ambiante, transvaser les solutions dans des fioles jaugées de 250 ml,
compléter au volume et homogénéiser.
NOTE. - Afin d’éviter l’hydrolyse des solutions de silicium, il est nécessaire de les préparer immédiatement avant
leur emploi.
6.2.2 Essai préliminaire de contrôle et correction du pH à effectuer
...
Questions, Comments and Discussion
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