Tento článek se zabývá postupy zjišťování fyzikálně-chemických a chemických vlastností chemických látek a chemických přípravků, které po proniknutí do životního prostředí představují nebo mohou představovat okamžité nebo opožděné nebezpečí. Metody zkoušení fyzikálně-chemických vlastností látek a přípravků popsané v této příloze vyhlášky MŽP jsou shodné s obdobnými metodami stanovenými přílohou ke směrnici Komise ES č. 92/69/EHS.
Teplota tání
Teplotou tání se rozumí teplota, při které za normálního atmosférického tlaku dochází k přechodu mezi tuhou a kapalnou fází. Stanovuje se teplota nebo teplotní rozmezí fázové přeměny z tuhého do kapalného skupenství nebo z kapalného do tuhého skupenství. Při zahřívání/ochlazování vzorku studované látky za atmosférického tlaku se stanoví teploty počátku tání/tuhnutí a konce tání/tuhnutí.
Je popsáno pět typů metod: kapilární metody, metody používající zahřívací bloky, stanovení teploty tuhnutí, metody termické analýzy a stanovení bodu tekutostičení (jak byl zaveden pro minerální oleje). Pokud se studuje nová látka, není nutné vždy používat referenční látky.
Kapilární metody
Malé množství jemně rozmělněné látky se vpraví do kapiláry a zhutní se poklepem. Kapilára se zahřívá spolu s teploměrem, přičemž rychlost nárůstu teploty během tání by měla být menší než 1K.min-1.
Metody používající zahřívací bloky
Provádí se podobně jako u kapilárních metod. Vzorek látky v kapiláře se automaticky zahřívá v kovovém válci. Otvorem ve válci a vzorkem látky umístěným v tomto otvoru se vede zaostřený světelný paprsek na přesně okalibrovaný fotočlánek. Při tání mění většina látek optické vlastnosti a z neprůhledných se mění na průhledné. V tomto okamžiku vzroste intenzita světla dopadajícího na fotočlánek a do měřícího zařízení je vyslán signál k zaznamenání teploty platinového odporového teploměru umístěného v topné komůrce.
Čtěte také: Liberecký kraj a kvalita ovzduší
Koflerův zahřívací stolek
Koflerův zahřívací stolek je tvořen dvěma kovovými částmi s různou teplotní vodivostí. Konstruován je tak, že po délce stolku je vytvořen lineární teplotní gradient. Teplota stolku se může měnit od 283 do 573 K. Stolek je vybaven zvláštním zařízením pro odečítání teploty, tvořeným jezdcem s ukazatelem a zvlášť dimenzovanou stupnicí. Pro stanovení teploty tání se příslušná látka nanese v tenké vrstvě přímo na povrch stolku. Během několika sekund se objeví ostrá dělící čára mezi kapalnou a tuhou fází.
Mikroskop s ohřívacím stolkem
Pro stanovení teploty tání velmi malých množství látek se používají různé typy mikroskopů s ohřívacím stolkem. Většina ohřívacích stolků využívá k měření teploty citlivé termočlánky, používají se ale i rtuťové teploměry. Typický přístroj pro stanovení teploty tání mikroskopem s ohřívacím stolkem má ohřívací komoru s kovovou deskou, na kterou se umístí vzorek na podložním sklíčku. Ve středu kovové desky je otvor, kterým může procházet světelný paprsek odražený osvětlovacím zrcátkem mikroskopu. Ohřev vzorku se kontroluje regulačním odporem.
Stanovení teploty tuhnutí
Vzorek se vloží do speciální zkumavky, která se umístí do přístroje pro stanovení teploty tuhnutí. Během ochlazování se vzorek nepřetržitě pomalu míchá a ve vhodných intervalech se odečítá teplota. Teplota, při které se další pokles teploty náhle zastaví (tj.
Metody termické analýzy
Na studovanou a referenční látku se působí stejným (řízeným) teplotním programem a zaznamenává se teplotní rozdíl mezi oběma vzorky jako funkce teploty. Na studovanou a referenční látku se působí stejným (řízeným) teplotním programem a zaznamenává se rozdíl energetického příkonu mezi oběma vzorky jako funkce teploty. Měřená energie je energie potřebná k zachování nulového teplotního rozdílu mezi studovanou a referenční látkou.
Stanovení bodu tekutostičení
Po počátečním zahřátí se vzorek ochlazuje a v intervalech po 3 K se stanovuje jeho tekutost.
Čtěte také: Elektromotory a znečištění: Překvapivé výsledky
Postup stanovení teploty tání
Vysušená látka se jemně rozetře v třecí misce a vpraví se do kapilární trubičky na jednom konci zatavené. Po zhutnění poklepáváním by měla být kapilára naplněna do výšky asi 3 mm. Naplněná kapilára se vloží do lázně tak, že střední část rtuťové baňky teploměru se dotýká kapilární trubičky v místě, kde se nachází vzorek. Kapalinová lázeň se zahřívá tak, že vzestup teploty činí asi 3 K za minutu. Přitom se lázeň musí míchat.
Teplota varu
Metody a zařízení zde popsaná je možné použít pro kapaliny a látky s nízkou teplotou tání, pokud nepodléhají chemickým reakcím ještě pod teplotou varu (např. autooxidaci, přesmyku, rozkladu, atd.). Přednost je třeba dát metodám s detekcí fotočlánkem a metodám termické analýzy, protože umožňují určení jak teplot tání, tak teplot varu. Vliv nečistot na stanovení teploty varu závisí ve velké míře na jejich povaze. Pokud se studuje nová látka, není nutné vždy používat referenční látky.
Ebuliometrie
Ebuliometry byly původně vyvinuty pro stanovení molekulové hmotnosti na základě zvýšení teploty varu. Jsou však vhodné i pro přesná měření teploty varu. Velmi jednoduchý přístroj je popsán v ASTM D 1120-72 (viz příloha). Metoda zahrnuje měření teploty kondenzace páry termočlánkem nebo rtuťovým teploměrem ve zpětném toku (refluxu) za varu.
Další metody
- Vzorek se zahřívá ve zkumavce, která je ponořena do tepelné lázni.
- Studovaná a referenční látka se zahřívají tímtéž teplotním programem a měří se teplotní rozdíl mezi studovanou a referenční látkou jako funkce teploty.
- Na studovanou a referenční látku se působí stejným (řízeným) teplotním programem a zaznamenává se rozdíl elektrického příkonu mezi oběma vzorky jako funkce teploty. Měřená energie je energie potřebná k zachování nulového teplotního rozdílu mezi studovanou a referenční látkou.
Tabulka 1: Přesnost metod měření teploty varu
| Metoda měření | Odhad přesnosti | Existující norma |
|---|---|---|
| Kapilární metoda | ± 1,4 K (do 373 K) | ASTM D 1120 - 72 |
| Ebuliometrická metoda | ± 0,5 K (do 600 K) | BS 4591/71 |
| Diferenciální termická analýza | ± 2 K (do 600 K) | ASTM E 537 - 76 |
Postup stanovení teploty varu
Do zkumavky se vloží kapilární trubička zatavená asi l cm nad spodním koncem (varná kapilára), přičemž zatavená část kapiláry musí ležet pod hladinou zkoumaného vzorku. Kapalina použitá jako lázeň se volí podle teploty varu. Pro teploty 573 K je možné použít silikonový olej. Parafinový olej lze používat pouze do 473 K. Ohřev lázně by měl zpočátku probíhat rychlostí 3 K. min-1. Přibližně 10 K před předpokládaným bodem varu se sníží rychlost ohřevu na méně než 1 K. min-1. Teploty varu je dosaženo, když při ochlazování řetízek bublinek náhle ustane a kapalina začne v kapiláře stoupat.
Čtěte také: Zlepšení ovzduší Dolní Domaslavice
Modifikovanou metodou se teplota varu stanovuje v kapiláře pro stanovení teploty tání. Ta se vytáhne do tenké špičky dlouhé asi 2 cm (a) a do ní se nasaje malé množství vzorku. Otevřený konec tenké části kapiláry se zataví tak, že na konci je malá vzduchová bublinka. Při zahřívání v aparatuře pro stanovení teploty tání se vzduchová bublinka rozpíná (b). Při zvyšování teploty vzorku stoupají z kapiláry jednotlivé vzduchové bublinky. Při dosažení teploty varu počet bublinek výrazně vzroste. Tento postup je zvláště vhodný, protože umožňuje stanovení teplot nižších než laboratorní teplota až do 253,15 K (-20 °C) bez jakékoli úpravy aparatury.
Je třeba uvést naměřené teploty varu a jejich střední hodnotu, dále hodnotu tlaku v kPa, při kterém byla měření provedena. Tlak by měl ležet co nejblíže normálnímu tlaku. Dochází-li k varu zkoumané látky nad určitým teplotním rozmezím, mělo by toto rozmezí být uvedeno.
Relativní hustota
Metody stanovení relativní hustoty, které jsou zde popsány, platí pro tuhé látky a kapaliny bez jakýchkoli požadavků na jejich čistotu. Relativní hustota (D4 20) tuhých látek nebo kapalin je poměr mezi hmotností určitého objemu sledované látky, měřenou při 20 °C, a hmotnosti stejného objemu vody, stanovenou při 4 °C. Referenční látky není nutné používat ve všech případech, kdy se studuje nová látka.
Metody stanovení hustoty
- Ke stanovení hustoty vzorku je možné využít rozdíl mezi jeho hmotností stanovenou na vzduchu a ve vhodné kapalině (např. U tuhých látek je změřená hustota reprezentativní jen pro daný vzorek.
- Pro tuhé látky a kapaliny je možné použít pyknometrů různých tvarů.
- Hustotu tuhé látky v libovolné formě je možné měřit při laboratorní teplotě plynovým srovnávacím pyknometrem. Objem látky se změří ve vzduchu nebo inertním plynu v kalibrovaném válci vhodného objemu.
- Hustotu kapaliny je možné měřit oscilačním densitometrem. V mechanickém oscilátoru, zkonstruovaném ve tvaru trubice U, se vyvolávají kmity. Kmitočet, který se ustálí, závisí na hmotnosti oscilátoru. Po naplnění vzorkem se rezonanční kmitočet oscilátoru změní.
Tabulka 2: Metody stanovení relativní hustoty a viskozity
| Metoda | Tuhá látka | Kapalina | Normy |
|---|---|---|---|
| Hydrostatické váhy | ano | ano | ISO 1183 (A), ISO 901 a 758 |
| Metoda ponořené kuličky | ano | DIN 53217 | |
| Pyknometr | ano | ano | ISO 3507, ISO 1183(B), NF T 20-053, ISO 758 |
| Vzduchový srovnávací pyknometr | ano | DIN 55990, část 3, DIN 53243 |
Tenze par
Neexistuje žádná metoda vhodná pro celou oblast měření tenze par. Tenze par dané látky je ovlivněna nečistotami v ní obsaženými. Je-li ve vzorku přitomné snadno těkavé rozpouštědlo, které by mohlo ovlivnit výsledek, měla by být látka přečištěna. Tenze par dané látky je definována jako tlak nasycené páry nad tuhou nebo kapalnou látkou. Referenční látky není nutné používat ve všech případech, ve kterých se zkoumá nová látka.
Pro stanovení tenze par je navrženo sedm metod, které je možné používat v různých oblastech hodnot tenze par. Každou z metod se stanovuje tenze par při různých teplotách.
Metody stanovení tenze par
- Tato normovaná metoda je rovněž založena na statickém postupu, všeobecně však není vhodná pro vícesložkové systémy.
- Ve vakuu se stanoví množství látky, které opustí měřicí celu za časovou jednotku otvorem známé velikosti tak, že může být zanedbán návrat látky do měřicí cely (např.
- Metoda je založena na stanovení hmotnosti zkoušené látky unikající ve formě par za jednotku času z Knudsenovy komůrky (4) mikrodýzou za podmínek vysokého vakua. Hmotnost difundujících par může být zjištěna buď stanovením úbytku hmotnosti komůrky, nebo kondenzací par při nízké teplotě a stanovením jejich množství chromatografickou analýzou.
- Nad zkoumanou látkou se vede proud inertního plynu tak, že se sytí jejími parami. Tyto páry se zachycují ve vhodném lapači. Měří se množství látky, které se transportuje známým množstvím nosného plynu.
- V zařízení s rotujícím tělískem je měřícím prvkem malá ocelová kulička zavěšená v magnetickém poli, rotující vysokou rychlostí.
Tabulka 3: Přesnost a použitelnost metod stanovení tenze par
| Metoda | Tuhá látka | Kapalná | Reprodukovatelnost | Doporučená oblast | Existující normy |
|---|---|---|---|---|---|
| Teplotou tání | ano | ano | do 25 % | 103 Pa až 2 x 103 Pa | |
| Izotenzní metoda | ano | 1 až 5 % | 2 x 103 Pa až 105 Pa | NF T 20-048(5) | |
| Statická metoda | ano | ano | 2879 - 86 | NF T 20-047(6) | |
| Měření úbytku par | ano | ano | 10 až 30 % | 10-3 Pa až 1 Pa | |
| Metoda sycení plynu | ano | ano | 10 až 30 % | 10-4 Pa až 1 Pa |
tags: #ms #ven #ovzdusi #uspokojive #normy
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]