ISO 6778-1984 Water quality Determination of ammonium Potentiometric method《水质 铵的测定 电位测定法》.pdf

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1、Norme internationale 6778 INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION*MEXC(YHAPOJJHAR OPTAHMSAMR Il0 CTAHAAPTM3AMM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION Qualit de leau - Dosage de Iammonium - Mthode potentiomtrique Water quafity - De termina tion of ammonium - Po ten tiome trie me thod Pre

2、mire dition - 1984-06-01 - CDU 543.342: 543257.1 Rf. no : ISO 67784984 (FI Descripteurs : eau, qualit, analyse chimique, dosage, azote ammoniacai, ion ammonium, mthode potentiomtrique. Prix bas sur 5 pages Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dor

3、ganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). 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 correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et

4、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 de IISO. La Norme international

5、e ISO 6778 a t labore par le comit technique ISO/TC 147, Qualit de leau, et a t soumise aux comits membres en dcembre 1982. Les comits membres des pays suivants lont approuve: Afrique du Sud, Rp. d Allemagne, R.F. Autriche Belgique Brsil Canada Chine Core, Rp. dm. p. de Egypte, Rp. arabe d Espagne H

6、ongrie Inde Iran Iraq Italie Japon Mexique Norvge Nouvelle-Zlande Pays- Bas Pologne Roumanie Royaume-Uni Sude Suisse Tchcoslovaquie Thalande URSS Les comits membres des pays suivants lont dsapprouve pour des raisons techniques : Australie France 0 Organisation internationale de normalisation, 1984 I

7、mprim en Suisse NORME INTERNATIONALE ISO 6778-1984 (F) Qualit de leau - Dosage de Iammonium - Mthode potentiomtrique 1 Objet La prsente Norme internationale spcifie une mthode poten- tiomtrique de dosage de Iammonium dans les eaux brutes, les eaux rsiduaires et les eaux uses, laide dune sonde mem- b

8、rane sensible lammoniac. somme des concentrations de tous les ions et autres lments en solution, en moles par litre) suprieure 0,l mol/1 doivent tre dilus avant mesurage sous rserve que cette dilution nabaisse pas la concentration dammonium au-dessous de QN = 0,2 mg/l. Les amines peuvent donner des

9、interfrences positives; les interfrences numres dans le tableau 1 ont t observes. 2 Domaine dapplication 2.1 tendue du dosage Tableau 1 La mthode est applicable, sans dilution de la prise dessai, la dtermination de concentrations dazote jusqu N = 50 mg/I. 2.2 Limite de dtection I mg/1 I mg/l La limi

10、te de dtection est dfinie comme tant la limite de la rponse nernstienne (voir chapitre 3) dans les conditions spci- fies et elle a une valeur correspondant environ QN = 0,02 mg/I. 2.3 Sensibilit Le potentiel de la sonde varie denviron 60 mV pour une varia- tion dun facteur 10 de la concentration dam

11、monium, selon lquation de Nernst (voir chapitre 3). 2.4 Interfrences La sonde membrane sensible lammoniac ne rpond pas de manire satisfaisante si elle est utilise de facon continue pour des dosages sur des eaux dont la concentration dammonium dpasse N = 50 mg/I; pour de telles eaux, il est recommand

12、 de procder une dilution des prises dessai afin de ramener les concentrations en dessous de cette valeur. La rponse de la sonde est affecte par le transfert de vapeur deau travers la membrane semi-permable si cette membrane est soumise une diffrence de pression osmotique. II est donc ncessaire de sa

13、ssurer que la pression osmotique dun chan- tillon, aprs traitement par la solution alcaline tampon, est trs proche de la solution qui se trouve normalement lintrieur de la sonde. Cest pourquoi les chantillons non tamponns ayant une concentration totale dlments dissous (cest-dire la Substance interfr

14、ente Concentration de la substance interfrente Accroissement apparent dune concentration dammonium de N = 1 mg/l Hydrazine Cyclohexylamine Morpholine Octadcylamine Mthanolamine Ure 4 1 10 OA 3,4 l 11 o,ofj 0,03 0,03 0,14 0,15* 0,Ol * N Accroissement = 0,5 mg/l. apparent pour une concentration dammon

15、ium de Les agents de surface et certains solvants organiques rduisent la dure de vie de la membrane de la sonde et augmentent ainsi la frquence de remplacement de la sonde. Cette action peut tre importante, conduisant rapidement la dtrioration des sondes pour chantillons ayant de fortes concentratio

16、ns de ces substances interfrentes. 3 Principe Traitement dune prise dessai par une solution alcaline conte- nant de lhydroxyde de sodium et un agent complexant de facon atteindre un pH de 12 et squestrer les mtaux qui, sans cela, complexeraient Iammonium. (Dans le milieu alcalin, les ions ammonium s

17、ont transforms en ammoniaque aqueuse.) Dtermination de la teneur en ammoniac laide dune sonde membrane sensible lammoniac, dont Ilec- trode mesure la pression partielle de lammoniac dans la solu- tion. ISO 6778-1984 (F) Le potentiel de la sonde varie denviron 60 mV pour une varia- tion dun facteur 1

18、0 de la concentration dammonium, selon lquation de Nernst : 4.3 Chlorure dammonium, solution environ 0,l mol/l. Dissoudre 54 + 0,l g de chlorure dammonium dans environ 800 ml deau et diluer 1 litre. RT EP = E, - 2,3 - F log, 1 ml de cette solution talon correspond 1 mg de N. E. est le potentiel talo

19、n conditionnel, en millivolts, dpendant de la sonde et de llectrode de rfrence; Conserver la solution dans une bouteil est stable pendant au moins 1 mois. le en verre bou che. Elle R est la constante molaire des gaz; T est la temprature thermodynamique, en kelvins; 4.5 Ammonium, solution talon, N =

20、100 mg/I. F est la constante de Faraday; Prlever, laide dune pipette, 100 ml de la solution talon dammonium (4.4), les introduire dans une fiole jauge de 1 000 ml et complter au volume avec de leau. c(NH$) est la concentration dion ammonium, exprime en moles par litre. 1 ml de cette solution talon c

21、orrespond 0,l mg de N. 4 Ractifs Conserver la solution dans une bouteille est stable pendant 1 semai ne. en verre bouche. Elle Au cours de lanalyse, utiliser uniquement des ractifs de qua- lit analytique reconnue, et de leau prpare comme dcrit en 4.1. 5 Appareillage Matriel courant de laboratoire, e

22、t 4.1 Eau I exempte mthodes suivantes. dammonium, prpare selon lune des 5.1 Sonde membrane sensible lammoniac. 4.1.1 Mthode par change dions 5.2 Potentiomtre, prcis 0,2 mV. Faire passer de leau distille travers une colonne de rsine fortement acide, changeuse de cations (forme hydrogne) et recueillir

23、 Iluat dans une bouteille en verre munie dun bou- chon en verre rod. Ajouter, pour chaque litre dluat, environ 10 g de cette mme rsine pour les besoins de la conservation. 5.3 Agitateur magntique, muni de ba rreaux agitateu enrobs de polyttrafluorthylne (PTFE) ou polypropylne. rs 5.4 Fioles coniques

24、, de 100 ml de capacit. 4.1.2 Mthode par distillation 6 chantillonnage et chantillons Ajouter OJO + 0,Ol ml dacide sulfurique concentr ( = 1,84 g/ml) 1 000 + 10 ml deau distille et distiller nou- veau dans un appareillage entirement en verre. Rejeter les pre- miers 50 ml du distillat et recueillir l

25、e reste dans une bouteille en verre munie dun bouchon en verre rod. Ajouter, pour chaque litre de distillat, environ 10 g dune rsine fortement acide, changeuse de cations (forme hydrogne). Les chantillons pour laboratoire doivent tre prlevs dans des bouteilles en polythylne ou en verre. Ils doivent

26、tre analyss aussi vite que possible ou conservs entre 2 et 5 OC jusqu leur analyse. Lacidification avec lacide sulfurique pH 2 peut galement tre applique pour faciliter la conservation, condi- tion quune contamination de lchantillon acidifi par absorp- tion dammoniac atmosphrique soit vite. 4.2 Solu

27、tion alcaline tampon, contenant, par litre, 1 mol dhydroxyde de sodium et 0,l mol d(thylne diamine)ttra- actate disodique. viter nanmoins dajouter un excs dacide tel que la valeur correcte du pH ne puisse tre atteinte lors de laddition de la solution alcaline tampon (4.2). Dissoudre 40 + 0,2 g dhydr

28、oxyde de sodium et 37,2 + 0,2 g d(thylne diaminejttraactate disodique (EDTA, sel disodi- que) dans environ 800 ml deau et diluer 1 litre. 7 Mode opratoire 7.1 tablissement de la courbe dtalonnage Conserver la solution dans une bouteille en polythylne. Pour la dtermination de faibles concentrations d

29、ammonium 7.1.1 Prparer au moins trois solutions tmoins dammonium (N 0,5 mg/l), cette solution tampon doit bouillir durant au dont les concentrations encadrent la gamme de concentrations moins 20 min puis tre refroidie avant dilution. prsume des chantillons. ISO 6778-1984 (FI Si la gamme de concentra

30、tions prsume est tendue, prparer trois solutions tmoins correspondant des concentrations dammonium de N = 50; 5 et Q,5 mg/l, en diluant, respective- ment, 500; 50 et 5 ml de la solution talon dammonium (4.5) 1 000 ml dans des fioles jauges. Si la gamme est troite, il est nanmoins prfrable de prparer

31、 des solutions tmoins dont les concentrations encadrent la gamme daussi prs que possi- ble, en diluant convenablement la solution talon dammonium (4.5); il peut alors tre ncessaire de prparer des solutions tmoins de concentrations intermdiaires. 7.1.2 Prlever, laide dune pipette, 50 ml de la solutio

32、n tmoin la moins concentre et les introduire dans une fiole conique sche de 100 ml (5.4). (Voir note 1.) Agiter doucement avec lagitateur magntique (5.3). (Une fr- quence de rotation de 300 k 50 min - 1 convient.) Afin dviter le chauffage de la prise dessai par le moteur de lagitateur, pla- cer une

33、mince feuille de matriau isolant entre la fiole et Iagita- teur. Immerger lextrmit de la sonde dans la solution, en pre- nant soin dviter lemprisonnement de bulles dair cette extrmit, et ajouter, laide dune pipette, 5 ml de la solution alcaline tampon (4.2). Mesurer et noter le potentiel, en millivo

34、lts, de la sonde lorsque celui-ci est devenu constant 0,l mV prs en 30 s. Retirer la sonde de la solution et la rincer avec de leau. Rpter ces oprations avec les autres solutions tmoins dans lordre croissant des concentrations. NOTES 1 On peut utiliser un bcher de 100 ml, mais il est prfrable dutili

35、ser une fiole conique dont louverture est juste suffisante pour que lon puisse introduire la sonde, car ainsi les pertes dammoniac sont rdui- tes. 2 Les solutions tmoins qui ont t rendues alcalines doivent tre rejetes aprs emploi, car elles peuvent librer suffisamment dammo- niac aprs 5 10 min pour

36、devenir imprcises. De nouvelles portions des solutions tmoins doivent tre utilises pour les talonnages ult- rieurs. 3 Vrifier ltalonnage de la sonde en utilisant au moins une solution tmoin, mais de prfrence deux solutions tmoins toutes les 3 h. La temprature des solutions tmoins doit tre celle des

37、prises dessai 1 OC prs. 7.1.3 Tracer une courbe du potentiel de la sonde, en milli- volts, en fonction des logarithmes dcimaux des concentra- tions dammonium, exprimes en milligrammes de N par litre de solution tmoin. NOTE - La pente de la partie linaire de la courbe dtalonnage doit tre de 58,5 I!I

38、2 mV par variation dun facteur 10 de la concentration dammonium aux tempratures normales de laboratoire. Si tel nest pas le cas, il faut se reporter au manuel dinstructions demploi de la sonde. 7.2 chelle pour lecture directe de la concentration NOTE - Cette mthode ne doit pas tre utilise si les con

39、centrations dammonium, ,+, dans les solutions tmoins ou dans les chantillons sont infrieures 0,2 mg/l, car la relation nest plus linaire de telles concentrations. Prparer des solutions tmoins appropries comme dcrit en 7.1. talonner le pH-mtre comme indiqu dans son manuel dinstructions demploi en pro

40、cdant comme dcrit en 7.1 et en neffectuant les lectures quaprs que les indications de mesu- res seront devenues constantes. 7.3 Dosage Laisser les chantillons pour laboratoire atteindre la tempra- ture ambiante avant de procder au dosage. La temprature des prises dessai doit tre celle des solutions

41、tmoins 1 OC prs. Prlever, laide dune pipette, 50 ml de lchantillon pour labo- ratoire comme prise dessai, les introduire dans une fiole coni- que sche de 100 ml (5.4) et procder comme dcrit en 7.1.2. 7.4 Entretien de la sonde Entre des dosages successifs, conserver la sonde dans lune des solutions t

42、moins qui ont t traites avec la solution alca- line tampon. Pour de plus longues priodes de conservation (par exemple du soir au matin), conserver la sonde en immergeant son extrmit dans la solution de chlorure dammonium (4.3). Rincer soigneu- sement lextrmit de la sonde avant son emploi. Expression

43、 des rsultats 8.1 Mthode de calcul Dterminer partir de la courbe dtalonnage les concentra- tions dammonium, exprimes en milligrammes de N par litre, correspondant aux potentiels mesurs de la sonde. Le rsultat peut tre exprim en tant que concentration en masse dazote, QN, ou dammoniac, QNH, ou dion a

44、mmonium, eN$, en milligrammes par litre; ou en tant que concentration en quantit de matire -dion ammonium, c(NH$), en micromo- les par litre. Les facteurs de conversion appropris sont donns dans le tableau 2. Tableau 2 N NH, NH; c(NH,f) mg/1 mgll mg/1 pmol/l N = 1 mg/1 1 1,216 1,288 71,4 NH, = 1 mg/

45、1 0,823 1 1,059 58,7 NH; = 1 mg/1 0,777 0,944 1 55,4 c(NH;) = 1 pmol/l 0,014 0,017 6,018 1 Exemple: Une concentration dion ammonium pond une concentration dazote N N = Hi = 0,777 1 mg mg/I. II corres- 3 ISO 67784984 (FI 8.2 Fidlit Les carts-types de rptabilit et de reproductibilit ont t dtermins com

46、me indiqu dans le tableau 3. 9 Cas particuliers 9.1 Introduction Lanalyse de certains chantillons deaux rsiduaires selon le mode opratoire dcrit dans le chapitre 7 peut tre affecte par les effets de matrice dans lchantillon. Afin de minimiser limportance de ces effets et pour vrifier la valeur des r

47、sultats, la technique des ajouts doss dcrite dans le prsent chapitre peut tre utilise. Si les effets sont svres, par exemple dans des chantillons contenant les substances interfrentes men- tionnes en 2.4, lchantillon doit tre distill avant le dosage. 9.2 Principe Aprs mesurage du potentiel de la sonde dans la prise dessai, addition de solution talon dammonium la prise dessai et mesurage du nouveau potentiel de la sonde. Calcul de la concentration dammonium dans lchantillon partir de la variation du potentiel et de la pente de