ISO 4947-1986 Steel and cast iron Determination of vanadium content Potentiometric titration method《钢和铸铁 钒含量的测定 电位滴定法》.pdf

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1、. Norme internationale INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONOMEX(AYHAPOJLHAFI OPI-AHM3ALWlR l-l0 CTAHAPTM3ALWlM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION Aciers et fontes - Dosage du vanadium - Mthode par titrage potentiomtrique Steel and cast iron - Determination of vanadium content - P

2、o ten tiome trie titra tion method Premire dition - 1986-06-01 CDU 669.13/.14 : 543.257.1 : 546.881 Descripteurs : acier, fonte, analyse chimique, dosage, vanadium, mthode potentiomtrique. Rf. no : ISO 4947-1986 (F) Prix bas sur 6 pages Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation

3、) est une fdration mondiale , dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de ilS0). Llaboration des Normes internationales est confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations inter

4、nationales, gouvernementales et non gouverne- mentales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter- nationales par le Conseil

5、de IISO. Les Normes internationales sont approuves confor- mment aux procdures de IISO qui requirent lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. La Norme internationale ISO 4947 a t labore par le comit technique ISO/TC 17, Acier. Lattention des utilisateurs est attire sur le fait que t

6、outes les Normes internationales sont de temps en temps soumises rvision et que toute rfrence faite une autre Norme internationale dans le prsent document implique quil sagit, sauf indication contraire, de la dernire dition. 0 Organisation internationale de normalisation, 1986 l Imprim en Suisse NOR

7、ME INTERNATIONALE ISO 49474986 (F) Aciers et fontes - Dosage du titrage potentiomtrique 1 Objet et domaine dapplication La prsente Norme internationale spcifie une mthode de dosage du vanadium par titrage potentiomtrique dans les aciers et les fontes. La mthode est applicable aux teneurs en vanadium

8、 comprises entre 0,04 et 2 % b77lm). 2 Rfrence ISO 377, Acier corroy - Prlvement et prparation des chantillons et des prouvettes. 3 Principe Mise en solution dune prise dessai par des acides appropris. Addition dacide fluorhydrique pour maintenir le tungstne en solution. Oxydation du chrome et du va

9、nadium par le peroxydisulfate de potassium. Oxydation partielle du chrome. Tout en contrlant le potentiel de la solution, on procde suc- cessivement - la rduction du chrome (VI) et du vanadium (V) par la solution de sulfate de fer (II) et dammonium. - loxydation du vanadium par un lger excs de perma

10、n- ganate de potassium; lexcs de permanganate de potas- sium est rduit par le nitrite de sodium dont lexcs est dtruit par lacide sulfamique. Titrage potentiomtrique du vanadium laide dune solution talon de sulfate de fer (II) et dammonium. 4 Ractifs Au cours de lanalyse, sauf avis contraire, utilise

11、r uniquement des ractifs de qualit analytique reconnue et de leau distille ou de leau de puret quivalente exempte de matires rductri- ces ou oxydantes. 4.1 Peroxydisulfate de potassium (K m. est la masse pese, en milligrammes, du dichromate de potassium; V est le volume, en millilitres, de la soluti

12、on talon de sul- fate de fer(H) et dammonium (4.13) utilis pour le titrage; 0,025 est le rapport entre le volume du prlvement et le volume total de la solution talon de rfrence du dichro- mate de potassium; 49,03 est la masse molaire relative du dichromate de potassium divise par 6; 5094 est la mass

13、e atomique relative du vanadium. 5 Appareillage Matriel courant de laboratoire et 5.1 Dispositif pour titrage potentiomtrique, permettant de mesurer une diffrence de potentiel avec des lectrodes de platine-calomel satur. 6 chantillonnage Effectuer lchantillonnage conformment aux spcifications de IIS

14、O 377 ou des normes nationales appropries relatives aux fontes. 7 Mode opratoire 7.1 Prise dessai Les masses indiques ci-dessous en fonction de la teneur pr- sume en vanadium sont peses 0,001 g prs: a) teneur allant de 0,04 0,25 (mlm), environ 5 g; b) teneur allant de 0,25 1 % (mlm), environ 2 ; c)

15、teneur allant de 1 2 % (mlm), environ 1 g. La quantit du vanadium dans la prise dessai peut varier entre 2 et 20 mg. 7.2 Essai blanc Effectuer un essai blanc paralllement au dosage, en suivant le mme mode opratoire et en utilisant les mmes quantits de tous les ractifs. 7.3 Dosage 7.3.1 Prparation de

16、 la solution dessai 7.3.1.1 Aciers et fontes solubles dans lacide sulfurique Placer la prise dessai (7.1) dans un bcher de 400 ml (voir notes 1 et 2) et ajouter 40 ml dacide sulfurique (4.5) pour les prises dessai de 1 g ou de 2 g. Pour les prises dessai de 5 g, ajouter 70 ml dacide sulfurique (4.5)

17、. Couvrir le bcher dun verre de montre et chauffer doucement jusqu cessation du dgage- ment gazeux. Pour les aciers et les fontes teneurs leves en silicium, ajou- ter 5 10 gouttes dacide fluorhydrique (4.4). Faire boullir pour assurer une mise en solution complte. Si la prise dessai contient du tung

18、stne, ajouter une quantit suffisante dacide fluorhydrique (4.4) pour le maintenir en solu- tion. En gnral, 5 ml dacide fluorhydrique (4.4) pour les prises dessai de 1 g, 7 ml pour les prises dessai de 2 g et 13 ml pour les prises dessai de 5 g conviennent. Diluer ensuite 90 100 ml avec de leau et po

19、ursuivre comme en 7.3.2. NOTES 1 Si on utilise de lacide fluorhydrique (4.41, oprer dans un bcher en silice fondue et avec un verre de montre en silice fondue. 2 La verrerie employe ne doit pas contenir une teneur en arsenic suprieure 0,05 % (mlm). Si le verre contient du baryum, un prcipit de sulfa

20、te de badyum peut se former; toutefois, il ne perturbe pas le dosage. 7.3.1.2 Aciers et fontes difficilement solubles dans lacide sul- furique. 2 ISO 4947-1986 (F) . Si la mise en solution de la prise dessai en milieu sulfurique savre difficile, on peut utiliser au pralable un mlange dacide nitrique

21、 (4.3) et dacide chlorhydrique (4.21. Aprs mise en solution, il faut ajouter la quantit dacide sulfuri- que (4.5) indique en 7.3.1 .l et chauffer jusqu commence- ment de dgagement de fumes blanches. Reprendre avec de leau, chauffer jusqu dissolution complte et rpter lopration dvaporation fumes blanc

22、hes pour assurer llimination complte de lacide nitrique. Si la prise dessai contient du tungstne, ajouter une quantit suffisante dacide fluorhydrique (4.4) pour le maintenir en solu- tion (voir notes 1 et 2). En gnral 5 ml dacide fluorhydrique (4.4) pour les prises dessai de 1 g, 7 ml pour les prise

23、s dessai de 2 g et 13 ml pour les prises dessai de 5 g conviennent. Diluer ensuite 90 100 ml avec de leau et poursuivre comme en 7.3.2. 7.3.2 Oxydation du chrome et du vanadium Refroidir la solution dessai (7.3.1) 50 OC environ. Ajouter 3 g de peroxydisulfate de potassium (4.1) pour chaque gramme de

24、 prise dessai; chauffer lentement jusqu bullition et faire bouillir pendant 10 min au moins. 7.3.3 Prparation de la solution pour la mesure 7.3.3.1 Contrle de loxydation du chrome et du vanadium Refroidir la solution dessai (7.3.2) la temprature ambiante. Filtrer si ncessaire le graphite laide dun p

25、apier filtre garni de pulpe de cellulose et laver avec lacide sulfurique (4.61, en ajou- tant quelques gouttes dacide fluorhydrique (4.4) pour faciliter la filtration. Amener le volume final de la solution environ 150 ml. Plonger les lectrodes du dispositif potentiomtrique (5.1) dans le bcher et agi

26、ter la solution de prfrence avec un agitateur lectromagntique. Le potentiel doit tre suprieur 770 mV. Si le potentiel est plus bas ou sil dcrot rgulirement, enlever les lectrodes de la solution et rpter lopration dcrite en 7.3.2. Refroidir la temprature ambiante et amener le volume envi- ron 150 ml.

27、 Contrler que le potentiel est suprieur 770 mV. 7.3.3.2 Rduction du chrome et du vanadium Introduire les lectrodes dans le bcher et rduire le chrome(W) et le vanadium(V) en ajoutant de la solution de sulfate de fer(H) et dammonium (4.8) (voir note) en lger excs ( le potentiel descend 500 et 570 mV),

28、 en agitant constamment vitesse constante. NOTE - Lorsque la quantit de chrome est trs importante (prise dessai de 5 g ou teneur en chrome leve) il est ncessaire dutiliser au dbut une solution de sulfate de fer( II) et dammonium plus concentre (par exemple 400 g/l) puis de terminer avec la solution

29、4.8. 7.3.4 Oxydation du vanadium Refroidir la solution (7.3.3) une temprature infrieure 15 OC afin dviter loxydation partielle du chrome. Attendre 2 min. Ajouter ensuite, goutte goutte, la solution de permanganate de potassium (4.9) jusqu ce que le potentiel se stabilise entre 1 100 et 1 160 mV (voi

30、r note). Le potentiel ne doit pas dpasser cette zone afin dviter une oxydation par- tielle du chrome. NOTE - Lorsque la solution nest pas trop colore, il est possible dobserver visuellement loxydation par le permanganate (coloration rose faible, stable pendant 2 min). Attendre 2 3 min pendant lesque

31、lles le potentiel ne doit ni augmenter de plus de 30 mV, ni descendre au-dessous de 1 100 mV. Dtruire lexcs de permanganate de potassium par addition goutte goutte de la solution de nitrite de sodium (4.10) : le potentiel dcrot et lorsquil atteint 850 mV, il faut ajouter encore 15 gouttes de cette s

32、olution. Lorsque le potentiel est stabilis aux environs de 770 mV, attendre 30 s environ et ajouter 5 ml de la solution dacide sul- famique (4.11) : le potentiel descend 740 mV environ, puis remonte 800 mV environ. Ajouter alors 20 ml dacide ortho- phosphorique (4.7) si le volume est denviron 200 ml

33、. Si le volume est suprieur 200 ml, ajouter 30 40 ml dacide ortho- phosphorique (4.7). Attendre que le potentiel se stabilise (2 5 min environ). 7.4 Titrage Lorsque le potentiel est stable, titrer le vanadium avec la solu- tion talon de sulfate de fer(ll) et dammonium (4.13) jusquau point quivalent

34、dont le potentiel est compris entre 570 et 670 mV. 8 Expression des rsultats 8.1 Mthode de calcul La teneur en vanadium (V), exprime en pourcentage en masse, est donne par lexpression (V 1 - VI est le volume, en millilitres de la solution talon de sul- fate de fer(ll) et dammonium (4.13) utilis pour

35、 le titrage de la solution dessai; c est le titre de la solution talon de sulfate de fer(H) et dammonium (4.13) exprim en milligrammes de vanadium par millilitre; m est la masse, en grammes, de la prise dessai. 3 ISO 49474986 (F) 8.2 Fidlit Lessai planifi de cette mthode a t effectu par 12 laboratoi

36、- res, 7 niveaux de vanadium, chaque laboratoire faisant 3 dosages de vanadium chaque niveau. Les chantillons dessai utiliss sont indiqus dans lannexe A. Les rsultats obtenus ont t traits statistiquement, conform- ment IISO 5725, Fidlit des mthodes dessai - Determina- tion de la rp tabifit et de la

37、reproductibilit par essais in terla- bora toires. rliveau de vanadium 96 bdtd 04 0,lO 0,20 or50 1m 2m Tableau 1 i Rptabilit Reproductibilit r R 0,003 6 0,005 2 0,006 1 0,009 0 0,009 2 0,013 7 0,015 6 0,023 7 0,023 4 0,036 0 0,035 1 0,054 6 Les donnes obtenues ont indiqu la relation logarithmique ent

38、re la teneur en vanadium et la rptabilit (r) et la reproducti- bilit (R) des rsultats dessai, laquelle est rsume dans le tableau 1. La prsentation graphique de la figure est indique dans Iannex B. 9 Procs-verbal dessai Le procs-verbal dessai doit contenir les indications suivantes: a) la mthode empl

39、oye par rfrence de la prsente Norme internationale; b) les rsultats, ainsi que leur mode dexpression; c) tous les incidents ventuels relevs en cours de dosage; d) toutes les oprations non prvues dans la prsente Norme internationale ou dans la Norme internationale laquelle il est fait rfrence, ou tou

40、tes oprations facultati- ves qui ont pu avoir une influence sur les rsultats. ISO 49474986 (F) Annexe A Renseignements supplmentaires Sur les essais coopratifs internationaux (Ne fait pas partie intgrante de la prsente Norme internationale.) Le tableau 1 a t tabli partir des rsultats des essais anal

41、ytiques internationaux excuts en 1983 par le groupede travail 8 (anima- teur : JAPON) sur six chantillons dacier et un chantillon de fonte en gueuses dans les trois pays comprenant les douze laboratoires. Les rsultats des essais ont t rapports dans le document 17/1 N 579, en dcembre 1983. Le traitem

42、ent graphique des donnes sur la fidlit est donn dans lannexe B. Les chantillons dessai utiliss sont indiqus dans le tableau 2. Tableau 2 chantillon Teneur en vanadium % hlm) JSS 102-3 (fonte en gueuses) JSS 600-7 (acier outil) EURO 278-l (acier haut chrome) JSS 152-7 (acier faiblement alli) JSS 602-7 (acier outil) JSS 606-7 (acier outil) JSS 609-7 (acier outil) 0,035 0,041 0,077 0,lO 0,31 o,= 1,w 5