ГОСТ 33776-2016. Межгосударственный стандарт. Методы испытаний химической продукции, представляющей опасность для окружающей среды. Определение pH, кислотности и щелочности
(введен в действие Приказом Росстандарта от 30.06.2016 № 758-ст)
Примечание
Текст данного документа приведен с учетом поправки, опубликованной в «ИУС», № 1, 2023; поправки, опубликованной в «ИУС», № 9, 2023. Документ введен в действие с 01.03.2017.
Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 июня 2016 г. № 758-ст
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩЕЙ ОПАСНОСТЬ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ pH, КИСЛОТНОСТИ И ЩЕЛОЧНОСТИ
Methods of test for of chemicals of environmental hazard. Determination of pH, acidity and alkalinity
Дата введения 1 марта 2017 года
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Ассоциацией «Некоммерческое партнерство „Координационно-информационный центр государств — участников СНГ по сближению регуляторных практик“ (Ассоциация „НП КИЦ СНГ“) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного документа, указанного в пункте 5»
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 20 апреля 2016 г. № 87-П)
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 июня 2016 г. № 758-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33776-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2017 г.
5 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному документу OECD, Test No. 122:2013 «Определение pH, кислотности и щелочности» («Determination of pH, Acidity and Alkalinity», MOD) путем изменения структуры. Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем международного документа приведено в дополнительном приложении ДА.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного документа для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6)
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»
Введение
В CIPAC MT 75.3 [1] и OPPTS 8307000 [2] описаны методы определения pH химического вещества или 1% (мас./об.) водного раствора или дисперсии химического вещества <1> с использованием pH-метра, электродов и калибровочных растворов. ASTM D1193 [3] и CIPAC MT 191 [4] устанавливают спецификацию на воду ч.д.а. (чистую для анализа), используемую для разведения. В CIPAC MT 191 и ASTM D1067 [5] описаны процедуры определения кислотности или щелочности химических веществ <1> с использованием титриметрии и электрометрического определения с фиксированной конечной точкой.
<1> В публикации CIPAC MT 75.3 и 191 используется слово «композиция».
Настоящий стандарт основан на CIPAC MT 753 «Определение значений pH» и CIPAC MT 191 «Кислотность или щелочность композиций». CIPAC MT 191 был разработан и утвержден на основе CIPAC MT 31 «Свободная кислотность или щелочность».
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод электрометрического определения pH неразбавленного водного раствора или дисперсии; pH 1% (мас./об.) разведения раствора или дисперсии дистиллированной или деионизированной водой или pH химического вещества, разведенного до концентрации конечного применения. Он также устанавливает метод определения резервной кислотности или резервной щелочности химического вещества, которое является кислым (pH < 4) или щелочным (pH > 10) с использованием сильной или слабой кислоты или щелочи.
1.2 Настоящий стандарт устанавливает порядок получения данных о pH, кислотности и щелочности водных растворов или водных дисперсий химических веществ (индивидуальных веществ и смесей). Полученные данные используются для оценки эффектов химических веществ, представляющих опасность для здоровья человека и потенциального вредного воздействия на окружающую среду.
1.3 Данный метод применим для определения pH водного раствора или водной дисперсии в диапазоне значений 0 <= pH <= 14. Неводный раствор или дисперсию разбавляют водой для проведения измерения pH.
1.4 Если значение pH ниже 4, то кислотность определяют титрованием с использованием стандартной сильной щелочи. Аналогично, если значение pH выше 10, то щелочность определяют титрованием с использованием стандартной сильной кислоты.
2 Определение и единицы
2.1 С помощью электрометрического определения pH измеряют отрицательный десятичный логарифм (lg10) концентрации водного иона гидроксония [H3O+] идеальных растворов.
2.2 В соответствии с CIPAC MT 31 и CIPAC MT 191 щелочность рассчитывают как % NaOH (мас./мас.) в растворе или дисперсии, а кислотность рассчитывают как % H2SO4 (мас./мас.) в растворе или дисперсии.
Примечание - Несмотря на то что государственные органы ОЭСР предусматривают единицы измерения в процентах кислоты или щелочи на массу химического вещества согласно CIPAC MT 191, существуют другие единицы для выражения кислотности и щелочности. Например, иногда используют грамм на килограмм (грамм кислоты или щелочи на килограмм химического вещества). Поскольку карбонат и бикарбонат представляют собой природные буферы в окружающей среде, то щелочность и кислотность испытуемого вещества в некоторых случаях могут быть представлены в виде мэкв/л (миллиэквивалентов) или карбоната, или бикарбоната.
3 Дизайн метода
3.1 Значение pH водного раствора или дисперсии в воде определяют с использованием pH-метра, оснащенного соответствующей системой электродов.
3.2 Кислотность или щелочность раствора или дисперсии в воде определяют титрованием стандартной кислотой или щелочью с использованием электрометрического определения конечной точки.
4 Описание метода
4.1 Реактивы
Используют следующие реактивы:
4.1.1 Буферные растворы: pH 7, pH 4 и pH 10. Они могут представлять промышленно доступные стандартные растворы или растворы, приготовленные в лаборатории. Если растворы готовят в лаборатории, то подробно описывают приготовление буферных растворов и указывают дату окончания срока годности.
4.1.2 Вода дистиллированная или деионизированная:
а) с электрическим сопротивлением \geq 1M\Omega \cdot \text{см} ;
б) свежеприготовленная дистиллированная/деионизированная или хранящаяся в условиях, исключающих накопление CO2 из атмосферы, например CIPAC RE 130 [6].
4.1.3 Стандартный раствор гидроксида натрия: NaOH от 0,01 до 0,2 моль/л стандартного раствора. Данный раствор может представлять промышленно доступный стандартный раствор или приготовленный в лаборатории, например CIPAC RE 25 [7].
4.1.4 Стандартный раствор кислоты: H2SO4 от 0,01 до 0,2 моль/л стандартного раствора. Данный раствор может представлять промышленно доступный стандартный раствор или приготовленный в лаборатории, например CIPAC RE 28 [8].
4.1.5 Ацетон с соответствующей степенью чистоты, которая указывает кислотность и щелочность < 0,01%.
4.2 Оборудование
Используется следующее оборудование:
4.2.1 pH-метр: поддающийся калибровке по меньшей мере по двум точкам.
4.2.2 pH-измерительная электродная система: например, система с одним или двумя стеклянными электродами, регулирование и техническое обслуживание которой проводят в соответствии с инструкциями изготовителя.
4.2.3 Мерные цилиндры для смешивания вместимостью 50 и 100 мл с пробками.
4.2.4 Бюретки вместимостью 25 мл.
4.2.5 Химические стаканы вместимостью от 100 до 250 мл (или другие подходящие емкости для титрования).
4.2.6 Магнитная мешалка и магнитные смесители, подходящие для титрования.
4.2.7 Автоматический титратор: в качестве альтернативы pH-метру, pH-измерительной электродной системе, бюретке и мешалке.
4.3 Проведение испытания
4.3.1 Определение значения pH химического вещества:
а) Калибровка: используют pH-метр и pH-измерительную электродную систему согласно инструкциям изготовителя по эксплуатации. Проводят калибровку системы измерения (т.е. pH-метра и pH-измерительной электродной системы) в соответствии с инструкцией изготовителя по эксплуатации с использованием по меньшей мере двух соответствующих буферных растворов.
б) Измерение значения pH разбавленного (1%) раствора или дисперсии:
-
Взвешивают 1,0 г образца и переносят в цилиндр для смешивания, содержащий ~ 50 мл воды лабораторного назначения. Добавляют воду лабораторного назначения для доведения общего объема до 100 мл, закрывают и энергично встряхивают до тех пор, пока химическое вещество не будет полностью растворено или диспергировано;
-
Раствор или дисперсию переносят в химический стакан вместимостью 200 мл и дают возможность взвеси осесть в течение 1 мин;
-
Необходимо обеспечить, чтобы температура разбавленного раствора или дисперсии химического вещества не отличалась от температуры стандартных растворов, используемых для калибровки. Электроды погружают в разбавленный раствор или дисперсию испытуемого химического вещества и немедленно включают секундомер. Во время измерения записывают значение pH без перемешивания через 1 мин и 2 мин. Если значения pH отличаются более чем на 0,1 единицу pH, то значение pH регистрируют и документируют через 10 мин после погружения электрода.
1 При использовании автоматического pH-метра, где измерение останавливают, когда изменение измеренного pH ниже, чем заданное значение отклонения 0,1 единицы pH/мин, подходящий период измерения составляет менее 10 мин.
2 Может иметь место колебание показаний pH. Это может быть результатом недостаточной концентрации ионов. В таких случаях концентрация ионов повышается, и показания pH стабилизируются после добавления нескольких капель концентрированного раствора хлорида натрия.
в) Измерение pH неразбавленного водного раствора или дисперсии: переносят достаточное количество раствора или дисперсии в химический стакан вместимостью 100 мл и проводят процедуру по 4.3.1 б 3).
4.3.2 Определение кислотности или щелочности химического вещества:
а) Калибровка: используют pH-метр и pH-измерительную электродную систему в соответствии с инструкциями изготовителя по эксплуатации. Проводят калибровку pH-метра и pH-измерительной электродной системы в соответствии с инструкцией изготовителя по эксплуатации с использованием по меньшей мере двух соответствующих буферных растворов.
б) Титрование кислотности или щелочности:
-
Если значение pH по 4.3.1 составляет < 4,0, то кислотность определяют с использованием стандартного раствора гидроксида натрия. Если значение pH по 4.3.1 составляет > 10,0, то щелочность определяют с использованием стандартного раствора серной кислоты;
-
Взвешивают 10,0 г образца (записывают массу с точностью до мг) и переносят в химический стакан вместимостью 200 мл. Добавляют 100 мл воды лабораторного назначения и перемешивают до полного растворения или диспергирования (см. примечание 2).
Примечание - Если раствор или дисперсия не могут быть оттитрованы за счет того, что электроды забиваются, то раствор или дисперсию можно предварительно обработать 10 мл ацетона перед добавлением деионизированной воды. Использование ацетона должно быть документировано.
-
Перемешивают и электрометрически титруют раствором гидроксида натрия или раствором серной кислоты с соответствующей концентрацией при температуре окружающей среды до конечной точки pH 7.
-
Кислотность (% м/м) или щелочность (% м/м) рассчитывают по следующим формулам:
\text{Кислотность }(\text{в пересчете на }H_{2}SO_{4}) = \frac{4,904 \cdot t \cdot c_{1}}{w} , (1)
\text{Щ елочность }(\text{в пересчете на }NaOH) = \frac{4,001 \cdot s \cdot c_{2}}{w} , (2)
где t — объем раствора NaOH, мл (конечная точка pH 7);
c1 — c (NaOH) моль/л (нормальность) раствора;
s — объем раствора H2SO4, мл (конечная точка pH 7);
c2 — c (H2SO4) моль/л (нормальность) раствора;
Примечание - Масса образца (w) может быть уменьшена, если предполагается высокая кислотность или щелочность (т.е. более 25 мл титранта).
5 Данные и отчет о проведении испытания
5.1 Первичные данные
Все первичные данные, относящиеся к определению pH, щелочности и кислотности, подлежат хранению. Они включают рабочие журналы испытательного оборудования, первичные данные, распечатки с автоматизированного оборудования и т.д.
5.2 Отчет о проведении испытания
Отчет о проведении испытания должен содержать следующую информацию:
5.2.1 Химическое вещество:
- название, номер партии (при наличии);
- соответствующие физико-химические свойства или характеристики.
5.2.2 Условия испытания:
- даты проведения измерений;
- температура во время испытания;
- время измерения pH и наблюдения, при необходимости;
- массы образцов;
- объем и титр используемого титранта;
- разбавление испытуемого вещества;
- использование ацетона, при необходимости;
- описание или маркировка используемого оборудования.
5.2.3 Результаты:
СОПОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ НАСТОЯЩЕГО СТАНДАРТА СО СТРУКТУРОЙ ПРИМЕНЕННОГО В НЕМ МЕЖДУНАРОДНОГО ДОКУМЕНТА
| Структура настоящего стандарта | Структура международного документа | |||
| Разделы | Подразделы | Перечисления | Разделы | Перечисления |
| Введение | 2, 3 | - | ||
| 1 | 1.1 | - | 1 | - |
| 1.2 | - | 4 | - | |
| 1.3 | - | 5 | - | |
| 1.4 | - | 6 | - | |
| 2 | 2.1 | - | 7 | - |
| 2.2 | - | 8 | - | |
| 3 | 3.1 | - | 9 | - |
| 3.2 | - | 10 | - | |
| 4 | 4.1 | - | - | - |
| 4.1.1 | - | 11 | - | |
| 4.1.2 | а | 11 | a | |
| б | b | |||
| 4.1.3 | - | 11 | - | |
| 4.1.4 | - | 11 | - | |
| 4.1.5 | - | 11 | - | |
| 4.2 | - | - | - | |
| 4.2.1 | - | 12 | - | |
| 4.2.2 | - | 12 | - | |
| 4.2.3 | - | 12 | - | |
| 4.2.4 | - | 12 | - | |
| 4.2.5 | - | 12 | - | |
| 4.2.6 | - | 12 | - | |
| 4.2.7 | - | 12 | - | |
| 4.3 | - | - | - | |
| 4.3.1 | а | 13 | a | |
| б | b | |||
| 1 | I | |||
| 2 | II | |||
| 3 | III | |||
| в | c | |||
| 4.3.2 | а | 14 | a | |
| б | b | |||
| 1 | I | |||
| 2 | II | |||
| 3 | III | |||
| 4 | IV | |||
| 5 | 5.1 | - | 15 | - |
| 5.2 | - | 16 | - | |
| Библиография | Литература | |||
| [1] | Collaborative International Pesticide Analytical Council, Ltd. (CIPAC) (2000), Handbook J «MT 75.3 Determination of pH Values» CIPAC (http://www.cipac.org) as amended by erratum http://www.cipac.org/errata.htm: Handbook J. CIPAC Publications available from: Marston Book Services Ltd.: (http://www.marston.co.uk) |
|---|---|
| [2] | United States Environmental Protection Agency (EPA) (1996), Product Properties Test Guidelines OCSPP 830.7000 «pH» EPA 712-C-96-030 |
| [3] | ASTM International (2006), Standard Specification for Reagent Water, Annual Book of ASTM Standards, ASTM D 1193-06, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA |
| [4] | Collaborative International Pesticide Analytical Council, Ltd. (CIPAC) (2006), Handbook L «MT 191 Acidity or Alkalinity of Formulations» CIPAC (http://www.cipac.org). CIPAC Publications available from: Marston Book Services Ltd.: (http://www.marston.co.uk) |
| [5] | ASTM International (2006), Standard Test Methods for Acidity or Alkalinity of Water Annual Book of ASTM Standards, ASTM D 1067-06, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA |
| [6] | CIPAC RE 130 (Water for Laboratory Use) — Collaborative International Pesticide Analytical Council, Ltd. (CIPAC) (1993), Handbook E, «Reagents, Indicators, and Solvents — RE 130 Water for Laboratory Use» IP http://www.cipac.org). CIPAC Publications available from: Marston Book Services Ltd.: (http://www.marston.co.uk) |
| [7] | CIPAC RE 25 (Sodium Hydroxide) — Collaborative International Pesticide Analytical Council, Ltd. (CIPAC) (1993), Handbook E, «Reagents, Indicators, and Solvents — RE 25 Sodium Hydroxide» IP http://www.cipac.org). CIPAC Publications available from: Marston Book Services Ltd.: (http://www.marston.co.uk) |
| [8] | CIPAC RE 28 (Sulphuric Acid) — Collaborative International Pesticide Analytical Council, Ltd. (CIPAC) (1993), Handbook E, «Reagents, Indicators, and Solvents — RE 28 Sulphuric Acid» CIPAC (http://www.cipac.org). CIPAC Publications available from: Marston Book Services Ltd.: (http://www.marston.co.uk) |
| УДК 658.382.3:006.354 | МКС 13.020.01 |
| Ключевые слова: химическая продукция, окружающая среда, pH, кислотность, щелочность | |