Obrázek 1
Přístroj ke stanovení křivky tenze par dynamickou metodou.

1 = termočlánek
2 = vyrovnávací prostor vakua
3 = manometr
4 = vakuum
5 = měřící bod
6 = topný článek asi 150 W
Obrázek 2a
Přístroj pro proměření křivky tenze par s využitím statické metody (s manometrickou trubicí „U“)

1 = Zkoušená látka
2 = Plynná fáze
3 = Vysokovakuový ventil
4 = U - trubice (pomocný manometr)
5 = Manometr
6 = Lázeň termostatu
7 = Měřidlo teploty
8 = K vakuové pumpě
9 = Odvzdušnění
Obrázek 2b
Přístroj ke stanovení křivky tenze par statickou metodou (s použitím ukazatele tlaku)

1 = Zkoušená látka
2 = Plynná fáze
3 = Vysokovakuový kohout
4 = Stupnice tlaku
5 = Ukazatel tlaku
6 = Temperační lázeň
7 = Měřidlo teploty
Obrázek 3
Isoteniskop (viz literatura (7))

1 = K systému měření a kontroly tlaku
2 = Trubice s vnějším průměrem 8 mm
3 = Suchý dusík v tlakovém systému
4 = Páry vzorku
5 = Malá destička
6 = Kapalný vzorek
Obrázek 4
Přístroj ke stanovení křivky tenze par pomocí vah pro stanovení tenze par

1 = Zkoušená látka
2 = Plynná fáze s proudem par
3 = Zplyňovací pícka s rotačním vstupem
3a = Víko s otvory
4 = Vyhřívání pícky (chlazení)
5 = Měření teploty vzorku
6 = Chladicí blok
7 = Stínítko
8 = Chladicí tyčka pro chladicí blok
9 = Miska vah
10 = Mikrováhy
11 = K zapisovači
12 = K vysokovakuové pumpě
Obrázek 5
Příklad zařízení pro odpařování za nízkého tlaku efusní metodou vybaveného efusní komůrkou o objemu 8 cm3

1 = Přípojka k vakuu
2 = Dutina pro platinový odporový teploměr
3 = Víko vakuového bloku
4 = Těsnění ve tvaru kroužku
5 = Hliníkový vakuový blok
6 = Přípravek pro zasouvání a vyjímání efusních komůrek
7 = Šroubovací víčko
8 = Křídlové matky (6)
9 = Čepy
10 = Ocelové efusní komůrky
11 = Topné patrony (6)
Obrázek 6a
Příklad průtokového systému ke stanovení tenze par metodou sycení plynu

1 = Regulátor průtoku
2 = Výměník tepla
3 = Jehlové ventily
4 = Přístroj pro měření relativní vlhkosti
5 = Saturační kolony
6 = Těsnění z PTFE
7 = Průtokoměr
8 = Absorpční lapač
9 = Olejový lapač
10 = Fritový počítač bublinek
Obrázek 6b
Příklad zařízení pro stanovení tenze par metodou sycení plynu s kapilárou zařazenou za sytící kolonu

1 = Průtokoměr s vyhřívanou spirálou
2 = Manometr
3 = Lázeň termostatu
4 = Spirála pro termostatování nosného plynu
5 = Teploměr (Pt 100)
6 = Syticí kolona
7 = Kapilára
8 = Absorbéry
9 = Plynoměr
10 = Chladicí lázeň
Obrázek 7
Příklad pokusného zařízení pro metodu rotujícího tělíska

A = Hlava pro snímání otáček rotujícího tělíska
B = Komůrka se vzorkem
C = Termostat
D = Zdroj vakua (turbovývěva)
E = Vzdušný termostat
Obrázek 8
Příklad měřící hlavy s rotujícím tělískem

1 = Kulička
2 = Evakuovaný trubkový nástavec k 6
3 = Permanentní magnety
4 = Cívky (2) pro svislou stabilizaci
5 = Hnací cívky (4)
6 = Připojovací spojka

V POVRCHOVÉ NAPĚTÍ

1 POPIS METOD
Popsané metody vycházejí z doporučení OECD (1). Základy metod jsou uvedeny v literatuře (2).

1. 1 ÚVOD
Metody, které jsou zde popsány, se používají k měření povrchového napětí vodných roztoků.
Před provedením těchto zkoušek je účelné mít k dispozici informace o rozpustnosti látky ve vodě, o její struktuře, o hydrolýze a o kritické koncentraci pro tvorbu micel.
Dále uvedené metody je možné používat pro všechny chemické látky bez omezení z hlediska stupně jejich čistoty.
Měření povrchového napětí prstencovou metodou je omezeno na vodné roztoky s dynamickou viskozitou nižší než cca 200 mPa.s.

1. 2 DEFINICE A JEDNOTKY
Povrchová volná entalpie vztažená na jednotku povrchu se nazývá povrchové napětí.
Vyjadřuje se v těchto jednotkách:
N.m -1 (jednotka v soustavě SI), nebo
mN.m -1 (odvozená jednotka v soustavě SI),
1 N.m-1 = 103 dyn.cm-1,
1 mN.m-1 = 1 dyn.cm-1 v zastaralé soustavě CGS.

1. 3 REFERENČNÍ LÁTKY
Referenční látky není nutné používat ve všech případech, ve kterých se studuje nová látka. Referenční látky by měly v první řadě sloužit k občasné kalibraci měřícího zařízení, a při použití jiné metody, k porovnání výsledků.
Referenční látky, které pokrývají široký obor hodnot povrchového napětí, jsou uvedeny v literatuře (1) a (3).

1. 4 PRINCIP METOD
Metody jsou založeny na měření největší síly, kterou je nutné působit ve svislém směru na třmínek nebo prstenec, který se dotýká sledované kapaliny naplněné v měřící nádobě, aby se z této kapaliny vytáhl. Nebo se působí silou na destičku, která se svým okrajem dotýká povrchu, aby se vzniklý film vytáhl nahoru. Látky, jejichž rozpustnost ve vodě dosahuje koncentrace alespoň 1 mg.l-1 se měří ve vodných roztocích jednotkové koncentrace.

1. 5 KRITÉRIA KVALITY
Přesnost těchto metod pravděpodobně překračuje veškeré požadavky kontroly v ochraně životního prostředí.

1. 6 POPIS METOD
Připraví se roztok látky v destilované vodě. Koncentrace roztoku by měla být 90 % koncentrace nasyceného roztoku látky ve vodě. Pokud tato koncentrace přesáhne 1 g.l-1, použije se k měření roztok o koncentraci 1 g.l-1. Látky, jejichž rozpustnost je nižší než 1 mg.l-1 je zbytečné zkoušet.

1. 6. 1 Destičková metoda
Viz ISO 304 a NF T 73-060 (Surface active agents - determination of surface tension by drawing up liquid films).

1. 6. 2 Třmínková metoda
Viz ISO 304 a NF T 73-060 (Surface active agents - determination of surface tension by drawing up liquid films).

1. 6. 3 Prstencová metoda
Viz ISO 304 a NF T 73-060 (Surface active agents - determination of surface tension by drawing up liquid films).

1. 6. 4 Prstencová metoda OECD

1. 6. 4. 1 Přistroj
Pro uvažovaná měření se hodí komerční tenziometr, sestávající z těchto částí:
- pohyblivý stolek pro vzorek,
- systém měření síly,
- měřící tělísko (prstenec),
- měřící nádoba.
Pro zkoumaný roztok při měřeních by se měla používat skleněná nádoba umístěná v termostatu. Uspořádání by mělo být takové, aby teplota, jak zkoumané kapaliny, tak plynné fáze nad jejím povrchem, zůstala během měření konstantní a aby se vzorek nemohl odpařovat. K tomu je možné používat válcové skleněné nádoby o vnitřním průměru nejméně 45 mm.

1.6.4.1.1 Pohyblivý stolek pro vzorek
Pohyblivý stolek pro vzorek slouží jako podložka pro termostatovanou měřicí nádobu, ve které je zkoumaná kapalina. Spolu se systémem měření síly je upevněn na stojanu.

1.6.4.1.2 Systém měření síly
Nad stolkem pro vzorek se nachází systém měření síly (viz obrázek). Chyba měření síly by neměla překročit hodnotu ± 10-6 N, což odpovídá chybě ± 0,1 mg při stanovení hmotnosti. Ve většině případů je měřicí stupnice komerčních tenziometrů dělena v mN.m-1, takže povrchové napětí je možné odečítat přímo v mN.m-1 s přesností 0,1 mN.m-1.

1.6.4.1.3 Měřicí tělísko (prstenec)
Prstenec se obvykle zhotovuje z platinoiridového drátu o síle asi 0,4 mm. Střední obvod činí 60 mm. Prstenec z drátu je zavěšen vodorovně na upevňovací vidlici z drátu a na kovové tyčince, která tvoří spojení k systému měření síly (viz obrázek ).
Obrázek
Měřicí tělísko (prstenec)
(Všechny rozměry jsou v mm)

1.6.4.1.4 Měřicí nádoba

1. 6. 4. 2 Příprava aparatury

1.6.4.2.1 Čištění
Skleněné nádoby je nutné pečlivě čistit. Pokud je to nutné, měly by se vymýt horkou kyselinou chromsírovou a následně koncentrovanou kyselinou fosforečnou (83-98 % hm. H3PO4), pečlivě vypláchnout pitnou vodou a nakonec ještě vymýt dvakrát destilovanou vodou, až se získá neutrální reakce. Potom se nádoba vysuší nebo se vypláchne zkoumaným roztokem vzorku.
Prstenec je třeba nejprve pečlivě umýt vodou, aby se odstranily všechny látky rozpustné ve vodě. Poté se krátce ponoří do kyseliny chromsírové, opláchne se dvakrát v destilované vodě až do neutrální reakce a nakonec se krátce ohřeje nad metanolovým plamenem.
Poznámka:
Znečištění látkami, které se nerozpouštějí ani nerozkládají kyselinou chromsírovou ani kyselinou fosforečnou, jako například silikony, je nutné odstraňovat vhodnými organickými rozpouštědly.

1.6.4.2.2 Kalibrování aparatury
Kontrola aparatury spočívá v přezkoušení nuly. Měla by být nastavena tak, aby údaj přístroje dovoloval spolehlivé stanovení v mN.m-1.

a) Ustavení:
Přístroj je nutné umístit vodorovně, čehož je možné dosáhnout například pomocí vodováhy, která se položí na základovou desku tenziometru a odpovídajícím nastavením stavěcích šroubů, kterými je přístroj vybaven.

b) Nastavení nuly:
Po upevnění prstence na aparatuře a před ponořením do kapliny je třeba nastavit nulu ukazatele tenziometru a zkontrolovat rovnoběžnost prstence s hladinou kapaliny. K tomu je možné použít hladiny kapaliny jako zrcadla.

c) Kalibrace:
Vlastní kalibraci před měřením je možné provést dvojím způsobem:

ca) Použitím závaží: při tomto postupu se použijí jezdci o známé hmotnosti mezi 0,1 g a 1,0 g, kteří se umístí na prstenec. Kalibrační faktor φa , kterým je třeba násobit všechny hodnoty odečtené na přístroji, je možné určit podle rovnice (1):
∅a= σrσa, kde σr= m.g2b mN .m-1 (1)
kde
m = hmotnost jezdců (g),
g = zemské zrychlení (981 cm.s-2 v úrovni hladiny moře),
b = střední obvod prstence (cm),
Øa = odečtená hodnota na tenziometru po umístění jezdců na prstenec (mN.m-1).

cb) Použitím vody: při tomto postupu se použije čistá voda, jejíž povrchové napětí má při 23 °C hodnotu 72,3 mN.m-1. Tento postup je mnohem rychleji proveditelný než kalibrace se závažími. Existuje zde však vždy nebezpečí, že povrchové napětí vody je pozměněno stopovým znečištěním povrchově aktivními látkami.
Kalibrační faktor Øb, kterým je třeba násobit všechny hodnoty odečtené na přístroji, je možné určit podle rovnice (2):
∅b= σoσg (2)
kde
σo = udaná hodnota povrchového napětí vody v literatuře (mN.m-1),
σg = naměřená hodnota povrchového napětí vody (mN.m-1),
obě při stejné teplotě.

1. 6. 4. 3 Příprava vzorků
Je třeba připravit vodné roztoky zkoumaných látek v požadovaných koncentracích. Roztoky nesmějí obsahovat žádné nerozpuštěné složky.
Roztoky je třeba udržovat při konstantní teplotě (± 0,5 °C). Protože se povrchové napětí roztoku obsaženého v měřící nádobě v průběhu času mění, měla by se měření provádět v různých okamžicích a měla by se vynést odpovídající křivka znázorňující povrchové napětí jako funkci času. Rovnovážného stavu je dosaženo, jakmile již nedochází k dalším změnám.
Měření je ovlivňováno znečištěním prachem nebo plynnými látkami. Z tohoto důvodu by se mělo pracovat pod ochranným příklopem.

1. 6. 5 Podmínky měření
Měření je třeba provádět při + 20 °C, a měla by být dodržena konstantnost teploty na ± 0,5 °C.

1. 6. 6 Postup měření
Měřené roztoky se naplní do pečlivě vyčištěné měřicí nádoby, přičemž je třeba dbát na to, aby se předešlo tvorbě pěny. Nádoba se pak postaví na stolek zkušební aparatury. Horní část stolku s měřící nádobou se vyšroubuje tak vysoko, aby prstenec zasahoval pod hladinu měřeného roztoku. Horní část stolku se pak pomalu a rovnoměrně snižuje (rychlostí asi 0,5 cm.min-1), aby se prstenec vytáhl z hladiny až bude dosaženo maximální hodnoty síly. Film kapaliny lpící na prstenci se od něho nesmí odtrhnout. Po skončení měření se prstenec opět ponoří pod povrch a postup se opakuje, až se dosáhne konstantní hodnoty povrchového napětí. Při každém stanovení by měření času mělo začínat při plnění roztoku do měřicí nádoby. Odečtení se provede vždy v okamžiku, ve kterém je dosaženo maximální síly při vytažení prstence z hladiny kapaliny.

2 VYHODNOCENÍ
Při výpočtu povrchového napětí se nejprve hodnota v mN.m-1 odečtená na přístroji vynásobí cejchovacím faktorem Φa nebo Φb ( podle použité cejchovací metody). Získáme tak hodnotu, která však platí pouze přibližně a potřebuje proto korekci. Harkins a Jordan (4) určili empirické korekční faktory pro hodnoty povrchového napětí změřeného prstencovou metodou. Tyto faktory závisí na rozměrech prstence, hustotě kapaliny a jejím povrchovém napětí.
Protože je zdlouhavé určovat pro každé jednotlivé měření korekční faktor z tabulek Harkinse a Jordana pro výpočet povrchového napětí vodných roztoků, je možné použít zjednodušenou metodu, která spočívá v tom, že se korigované hodnoty povrchového napětí odečtou přímo z následující tabulky. (Pro odečtené hodnoty, které leží mezi hodnotami uvedenými v tabulce, je možné korigovanou hodnotu interpolovat.)
TABULKA: KOREKCE NAMĚŘENÝCH HODNOT POVRCHOVÉHO NAPĚTÍ
(Pouze pro vodné roztoky, ρ ≅ 1 g.cm-3)
R = 9,55 mm (střední poloměr prstence)
r = 0,185 mm (poloměr drátu prstence)

Experimentální
hodnota		Korigovaná hodnota (mNm-1)
(mNm-1)Kalibrace závažími
(viz 1. 6. 4. 2 písm. bca))		Kalibrace vodou
(viz 1. 6. 4. 2 písm. bcb))
2016,918,1
2218,720,1
2420,622,1
2622,424,1
2824,326,1
3026,228,1
3228,130,1
3429,932,1
3631,834,1
3833,736,1
4035,638,2
4237,640,3
4439,542,3
4641,444,4
4843,446,5
5045,348,6
5247,350,7
5449,352,8
5651,254,9
5853,257,0
6055,259,1
6257,261,3
6459,263,4
6661,265,5
6863,267,7
7065,269,9
7267,272,0
7469,2-
7671,2-
7873,2-

Tabulka byla sestavena na základě korekcí podle Harkinse a Jordana a podle normy DIN 53914 pro vodu a vodné roztoky (hustota = 1 g.cm-3 ). Platí pro běžný komerční prstenec o rozměrech: R = 9,55 mm (střední poloměr prstence) a r = 0,185 mm (poloměr drátu prstence). Tabulka obsahuje korigované hodnoty pro měření povrchového napětí s cejchováním buď závažími nebo vodou.
Alternativně je možné vypočítat povrchové napětí bez předchozího cejchování podle rovnice:
σ=f.F4πR
kde
F = síla udaná měřicím systémem při odtržení filmu,
R = poloměr prstence,
f = korekční faktor (1)

3 ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA

3. 2 VYHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ
Vzhledem k tomu, že povrchové napětí vody je 72,75 mN.m-1 při 20 °C, látky u nichž bylo touto metodou naměřeno povrchové napětí menší než 60 mN.m-1, se chápou jako povrchově aktivní materiály.

3. 1 PROTOKOL O ZKOUŠCE
Protokol o zkoušce by měl obsahovat následující informace:
- použitá metoda,
- druh vody nebo použitého roztoku,
- přesná specifikace látky (identifikace a nečistoty),
- výsledky měření: jak odečtené hodnoty povrchového napětí s uvedením jednotlivých naměřených hodnot a jejich aritmetického průměru, tak korigované střední hodnoty (přičemž se bere v úvahu jak cejchovací faktor, tak tabulka korekcí),
- koncentrace roztoku,
- teplota při měření,
- stáří měřeného roztoku, zejména časový odstup mezi přípravou roztoku a měřením,
- znázornění časové závislosti povrchového napětí po nalití roztoku do měřící nádoby,
- je třeba uvést veškeré informace a poznámky užitečné pro vyhodnocení výsledků, zejména co se týká nečistot a skupenství

4 LITERATURA

(1) OECD, Paris, 1981, Test Guideline 115, Decision of the Council C(81) 30 final.

(2) R. Weissberger ed.: Technique of Organic Chemistry, 3 rd ed., Interscience Publ., New York, 1959, Vol. I, Part I, Chapter XIV

(3) Pure and Applied Chem., Vol. 48, 1976, s. 511.

(4) Harkins, W. D., Jordan, H. F., J. Amer. Chem. Soc., Vol. 52, 1930, s. 1751.

VI ROZPUSTNOST VE VODĚ

1 POPIS METODY
Popsané metody vycházejí z doporučení OECD (1).

1. 1 ÚVOD
Před provedením vlastního měření by měly být k dispozici informace o strukturním vzorci, tenzi par, disociační konstantě a chování látky při hydrolýze ( jako funkce pH).
Pro celý rozsah rozpustnosti ve vodě neexistuje jedna jediná metoda.
Dvě níže popsané metody pokrývají celý obor rozpustnosti, avšak nejsou použitelné pro těkavé látky:
- první metoda, která je použitelná pro čisté látky s malou rozpustností (< 10-2 g.l-1), stálé ve vodě; tato metoda se označuje jako „sloupcová eluční metoda“;
- druhá metoda, která je použitelná pro čisté látky s vyšší rozpustností (> 10-2 g.l-1), stálé ve vodě; tento postup se označuje jako „baňková metoda“.
Rozpustnost zkoumané látky ve vodě může být značně ovlivněna nečistotami.

1. 2 DEFINICE A JEDNOTKY
Rozpustnost dané látky ve vodě je definována hmotnostní koncentrací jejího nasyceného roztoku ve vodě při dané teplotě. Rozpustnost ve vodě se udává v jednotkách hmotnosti v objemu roztoku. Jednotka v soustavě SI je kg.m-3 (může se také používat g.l-1).

1. 3 REFERENČNÍ LÁTKY
Referenční látky není nutné používat ve všech případech, ve kterých se studuje nová látka. Referenční látky by měly sloužit v prvé řadě k občasné kontrole provádění metody a k porovnání s výsledky jiných metod.

1. 4 PRINCIP METODY
Jednoduchým předběžným pokusem by se mělo stanovit přibližné potřebné množství vzorku a doba nutná pro dosažení nasycené koncentrace.

1. 4. 1 Sloupcová eluční metoda
Tato metoda je založena na eluci studované látky vodou z mikrokolony, naplněné inertním nosičem, jako např. skleněnými kuličkami nebo pískem, pokrytým přebytkem studované látky. Rozpustnost ve vodě je dosažena, když jsou koncentrace ve frakcích eluátu následujících po sobě konstantní. To se projeví plochou částí křivky, vyjadřující koncentraci jako funkci času.

1. 4. 2 Baňková metoda
Při této metodě se látka (tuhé látky musí být ve formě prášku) rozpustí ve vodě při teplotě, která je o něco vyšší než teplota měření. Když je dosaženo nasycení, roztok se ochladí a udržuje se při teplotě měření. Roztokem se míchá až je dosaženo rovnováhy.
Jinou možností je provádět měření přímo při požadované teplotě, pokud je vhodným vzorkováním prokázáno, že je dosaženo rovnováhy nasycení.
Koncentrace zkoumané látky ve vodném roztoku, který nesmí obsahovat žádné nerozpuštěné částice látky, se stanoví vhodnou analytickou metodou.

1. 5 KRITÉRIA KVALITY

1. 5. 1 Opakovatelnost
Při sloupcové eluční metodě je dosažitelná hodnota &lt; 30 %. Při baňkové metodě by měla být &lt; 15%.

1. 5. 2 Citlivost
Závisí na analytické metodě. Mohou však být stanoveny hmotnostní koncentrace až do 10-6 g.l-1.

1. 6 POPIS METOD

1. 6. 1 Podmínky měření
Měření se provádí pokud možno při 20 ± 0,5 °C. Předpokládá-li se závislost rozpustnosti ve vodě na teplotě (&gt; 3% na 1 °C), měří se při dvou dalších teplotách, které leží nejméně 10 °C nad a pod původně zvolenou teplotou. V tomto případě by měla být teplota držena v rozmezí ± 0,1 °C. Zvolenou teplotu je třeba udržovat ve všech důležitých částech aparatury konstantní.

1. 6. 2 Předběžný pokus
Asi 0,1 g vzorku (tuhé látky musí být v práškové formě) se převede do 10 ml odměrného válce uzavíratelného skleněnou zátkou. Podle tabulky se přidává vzrůstající objem destilované vody o pokojové teplotě.

0,1 g rozpuštěno
v „x“ ml vody		0,10,51210100>100
Přibližná
rozpustnost (g.l-1)		>10001000-200200-100100-5050-1010-1<1

Po každém přidání množství vody uvedeného v tabulce se směs silně třepe 10 minut a vizuálně se zjistí obsah nerozpuštěných částic. Zůstane-li vzorek nebo jeho část po přidáná 10 ml vody nerozpuštěný, musí být měření opakováno ve 100 ml odměrném válci s větším objemem vody. Při nízké rozpustnosti může být doba potřebná k rozpuštění látky podstatně delší (až 24 hodin). Přibližná rozpustnost je uvedena v tabulce, a to pod objemem vody potřebným k úplnému rozpuštění vzorku. Není-li látka ani pak úplně rozpuštěna, mělo by se vyčkat delší dobu než 24 hodin (maximum 96 hodin), nebo zřeďovat dále, aby se zjistilo, zda je třeba použít sloupcovou eluční nebo baňkovou metodu.

1. 6. 3 Sloupcová eluční metoda

1. 6. 3. 1 Nosič, rozpouštědlo a eluent
Nosič pro sloupcovou eluční metodu musí být inertní. Vhodnými materiály jsou skleněné kuličky a písek. K nanesení zkoumané látky na nosič by se mělo použít vhodné těkavé a analyticky čisté rozpouštědlo. Jako eluent se používá voda dvakrát destilovaná ve skleněné nebo křemenné aparatuře.
Poznámka:
Nesmí se používat voda získaná přímo z organického iontoměniče.

1. 6. 3. 2 Nanesení na nosič
Odváží se asi 600 mg nosiče a převede se do 50 ml kulaté baňky.
Odváží se přiměřené množství studované látky a rozpustí se ve vybraném rozpouštědle. K nosiči se přidá dostatečný podíl roztoku. Rozpouštědlo musí být dokonale odstraněno, např. v rotační odparce. Pokud rozpouštědlo nebylo zcela odstraněno, nedosáhne se úplného nasycení nosiče vodou, díky rozdělovacím efektům na povrch nosiče.
Nanášení studované látky na nosič se může stát problematickým (chybné výsledky), pokud se látka na nosiči sráží jako olej nebo krystalická fáze. Problém je třeba řešit experimentálně a podrobnosti musí být zaznamenány.
Nosič s nanesenou látkou se nechá 2 hodiny botnat asi v 5 ml vody. Pak se suspenze naplní do mikrokolony. Je také možné naplnit suchým nosičem s nanesenou látkou mikrolonu, která byla předtím naplněna vodou. Také v tomto případě se nechá rovnováha ustalovat po dobu dvou hodin.
Měření:
Vymývání studované látky z nosiče lze provádět dvěma různými způsoby:
- oběhovým čerpadlem (viz obrázek 1),
- vyrovnávací nádobou (viz obrázek 4).

1. 6. 3. 3 Vymývání s použitím oběhového čerpadla
Aparatura:
Typický systém je schématicky znázorněn na obrázku 1. Vhodná mikrokolona je znázorněna na obrázku 2. V zásadě je přijatelná i kterákoli jiná velikost za předpokladu, že budou splněna kriteria opakovatelnosti a citlivosti. Prostor hlavy kolony by měl mít obsah nejméně pěti objemů sloupce a měl by být schopný pojmout nejméně pět vzorků. Prostor hlavy kolony může být menší, pokud se počátečních pět objemů sloupce eluovaných s nečistotami nahradí čistým rozpouštědlem.
Kolona by se měla připojit k oběhovému čerpadlu, které zajišťuje konstantní průtok asi 25 ml.h-1. Čerpadlo se připojí hadičkami z polytetrafluorethylenu (PTFE), resp. skleněnými trubičkami. U aparatury, složené z kolony a čerpadla, musí být možnost odběru eluátu a vyrovnávání tlaku v hlavě kolony s atmosférou. Nosič s naneseným vzorkem se fixuje v koloně malým (5 mm) smotkem skleněné vaty, který současně slouží k odfiltrování částeček. Jako čerpadlo se může použít např. peristaltické nebo membránové čerpadlo (přitom je třeba dbát toho, aby nedošlo ke znečištění materiálem hadičky a/nebo aby nedošlo k adsorpci na něm).
Postup měření:
Zapojí se průtok kolonou. Doporučuje se průtok asi 25 ml.h-1 (asi desetinásobek objemu sloupce za hodinu při popsané koloně). Nejméně prvních pět objemů sloupce obsahujících nečistoty rozpustné ve vodě se vylije. Pak se nechá čerpadlo běžet až do ustavení rovnováhy. Rovnováhy je dosaženo, když se v pěti po sobě následujících vzorcích koncentrace neliší náhodným způsobem o více než ± 30 %. Tyto vzorky by se měly odebírat v intervalech, během kterých kolonou projde objem eluentu rovný nejméně desetinásobku objemu sloupce.

1. 6. 3. 4 Vymývání kolony pomocí vyrovnávací nádoby (viz obrázek 3 a 4)
Vyrovnávací nádoba:
Vyrovnávací nádoba se připojí pomocí skleněné trubičky zasahující ke dnu a hadičky z PTFE. Doporučuje se rychlost průtoku asi 25 ml.h-1. Frakce eluátu následující po sobě se shromažďují a jejich koncentrace se stanoví zvolenou analytickou metodou.
Postup měření:
Pro stanovení rozpustnosti ve vodě se použijí frakce ze středního oboru eluátu, ve kterých koncentrace nejméně v pěti po sobě následujících vzorcích zůstávají konstantní (± 30 %).
V obou případech (při použití oběhového čerpadla nebo vyrovnávací nádoby) se provede druhé promytí při poloviční průtokové rychlosti. Souhlasí-li výsledky obou pokusů, považuje se výsledek za uspokojivý. Je-li rozpustnost při nižší průtokové rychlosti zdánlivě vyšší, je nutné průtok snižovat vždy na polovinu tak dlouho, až dva po sobě následující pokusy poskytnou stejnou hodnotu rozpustnosti.
V obou případech (jak v případě oběhového čerpadla, tak vyrovnávací nádoby) je nutné vzorky podrobit zkoušce na koloidní částice pomocí Tyndallova efektu (rozptylem světla). Jsou-li v roztoku takové částice přítomny, je výsledek pokusu nepoužitelný. Pokus je nutné opakovat po zlepšení filtrační funkce kolony.
Je nutné stanovit a zapsat hodnotu pH každého vzorku. Druhý pokus je třeba provést při stejné teplotě.

1. 6. 4 Baňková metoda

1. 6. 4. 1 Přístroje
Při této metodě jsou třeba tyto přístroje:
- běžné laboratorní skleněné nádoby a zařízení,
- zařízení k třepání roztoku při konstantní teplotě,
- odstředivka (pokud možno termostatovaná), je-li ji třeba v případě emulzí,
- přístroje pro analytická stanovení.

1. 6. 4. 2 Postup měření
Množství studované látky potřebné pro nasycení daného objemu vody se odhadne na základě výsledků předběžného pokusu. Potřebný objem vody závisí na analytické metodě a na rozsahu rozpustnosti. Do tří skleněných nádobek opatřených skleněnými zátkami (např. zkumavek odstředivky nebo baněk) se naváží asi pětinásobek odhadnutého množství studované látky. Do každé z nádobek se přidá zvolené množství vody, načež se pevně uzavřou. Uzavřené nádobky se pak třepají při 30 °C. (K tomu lze použít třepačku nebo míchačku pracující při konstantní teplotě, např. magnetické míchání v termostatované vodní lázni.) Po jednom dni se vezme jedna z nádobek a nechá se za občasného míchání stát po 24 hodin, aby se ustálila rovnována při teplotě měření. Poté se obsah nádobky zcentrifuguje při teplotě měření a v čiré vodné fázi se vhodným analytickým postupem stanoví koncentrace studované látky. S oběma dalšími baňkami se provede stejný postup po dvou až třech dnech, poté co se předtím ustavila rovnována nasycení při 30 °C.
Odpovídají-li výsledky alespoň u posledních dvou baněk požadované reprodukovatelnosti, stanovení je uspokojivé. Pokud výsledky pro baňku 1, 2 a 3 vykazují stoupající tendenci, je třeba celé stanovení opakovat s prodloužením doby pro ustavení rovnováhy.
Měření může být provedeno i bez předběžné inkubace při 30 °C. Aby se zjistila rychlost ustavení saturační rovnovány, odebírají se vzorky tak dlouho, až doba míchání již neovlivňuje koncentraci měřeného roztoku.
Pro každý vzorek je třeba zaznamenat hodnotu pH.

1. 6. 5 Analýza
Při uvedených stanoveních je třeba dávat přednosti analytickým metodám specifickým pro dané látky, protože již malá množství rozpuštěných nečistot mohou způsobit velké chyby při stanovení rozpustnosti ve vodě. Příklady těchto analytických metod jsou: plynová nebo kapalinová chromatografie, titrační stanovení, fotometrické metody, voltametrické metody.

2 VÝSLEDKY

2. 1 Sloupcová eluční metoda
Pro každý pokus se spočítá střední hodnota z nejméně pěti po sobě následujících odebraných vzorků, vybraných z oblasti po dosažení rovnovážného nasycení měřenou látkou. Výsledky se udávají ve hmotnostních jednotkách na jednotku objemu roztoku.
Porovnají se průměry dvou nezávislých pokusů provedených za různých rychlostí průtoku. Jejich opakovatelnost musí být menší než 30 %.

2. 2 Baňková metoda
Pro každou ze tří baněk se zaznamenají samostatně výsledky, které pokud jsou ustálené (opakovatelnost je menší než 15 %) se zprůměrují a udá se rozpustnost ve hmotnostních jednotkách na jednotku objemu roztoku. Pokud je rozpustnost velmi vysoká (více než 100 g.l-1), vyžaduje to přepočet hmotnostních jednotek na objemové jednotky s využitím hustoty roztoku.

3 PROTOKOL O ZKOUŠCE

3. 1 Sloupcová eluční metoda
Protokol o zkoušce by měl pokud možno obsahovat následující informace:
- výsledky předběžného měření,
- přesný popis studované látky (identifikace a nečistoty),
- koncentrace, hodnoty rychlosti průtoku a pH pro každý vzorek,
- průměrné hodnoty a směrodatné odchylky pro nejméně pět vzorků z oblasti ploché části křivky nasycení z každého pokusu,
- průměrné hodnoty ze dvou po sobě následujících přijatelných měření,
- teplota vody během procesu rozpouštění,
- použitý analytický postup,
- druh použitého materiálu nosiče,
- způsob nanesení studované látky na nosič,
- použité rozpouštědlo,
- informace o jakékoliv chemické nestálosti studované látky během zkoušky a při použité analytické metodě,
- všechny informace, které mají význam pro interpretaci výsledku, zvláště s ohledem na nečistoty a fyzikální stav látky.

3. 2 Baňková metoda
Protokol o zkoušce by měl pokud možno obsahovat tyto údaje:
- výsledky předběžného měření,
- přesný popis studované látky (identifikace a nečistoty),
- výsledky jednotlivých analýz a průměrné hodnoty, pokud byla pro jednu baňku stanovena více než jedna hodnota,
- hodnota pH každého vzorku,
- průměrná hodnota pro ty baňky, jejichž výsledky se shodují,
- teplota při stanovení,
- použitá analytická metoda,
- informace o jakékoliv chemické nestálosti studované látky během zkoušky a při použité analytické metodě,
- všechny informace, které mají význam pro interpretaci výsledků, zvláště s ohledem na nečistoty a fyzikální stav látky.

4 LITERATURA

(1) OECD, Paris, 1981, Test Guideline 105. Decision of the Council C(81) 30 final.

(2) NF T 20-045 (AFNOR) (Sept. 85). Chemical products for industrial use - Determination of water solubility of solids and liquids with low solubility - Columm elution method.

(3) NF T 20-046 (AFNOR) (Sept. 85). Chemical products for industrial use - Determination of water solubility of solids and liquids with high solubility - Flask method.