Předběžná úprava zkoušených vzorků
2.1 Úvodní poznámky
2.1.1 Zpracování vzorků
Zpracování neiontových povrchově aktivních činidel a kombinovaných detergentů před stanovením biologické rozložitelnosti v potvrzujícím pokuse je následující:
+------------------------------------+----------------------------------+
| Výrobky | Zpracování |
+------------------------------------+----------------------------------+
| Neiontové povrchově aktivní látky | Žádné |
| | |
| Kombinované detergenty | Extrakce alkoholem, následovaná |
| | separací neiontových povrchově |
| | aktivních látek na iontoměniči |
+------------------------------------+----------------------------------+
Účelem extrakce alkoholem je odstranit nerozpustné a anorganické složky v komerčním výrobku, které by za určitých okolností mohly narušit zkoušky biologické rozložitelnosti.
2.1.2 Separace na iontoměniči
Pro správné provedení zkoušek biologické rozložitelnosti se vyžaduje izolace a separace neiontových povrchově aktivních látek od mýdla a aniontových a kationtových povrchově aktivních látek
Toho se dosáhne pomocí iontoměniče typu makroporézní měničové pryskyřice a vhodných elučních činidel pro frakční eluci. Lze tak jedním postupem izolovat mýdlo a aniontové a neiontové povrchově aktivní látky.
2.1.3 Analytická kontrola
Po homogenizaci se stanoví koncentrace aniontových a neiontových povrchově aktivních látek v syntetickém detergentu analytickým postupem pomocí MBAS a BiAS. Obsah mýdla se stanoví vhodnou analytickou metodou.
Tato analýza výrobků je nutná pro výpočet množství, potřebných k přípravě frakcí pro zkoušky biologické rozložitelnosti.
Kvantitativní extrakce není nutná; je však třeba vyextrahovat nejméně 80 % neiontových povrchově aktivních látek. Obvykle se dosahuje 90 % a více.
2.2 Princip
Z homogenního vzorku (prášky, vysušené pasty a odparek) se získá etanolový extrakt, který obsahuje povrchově aktivní látky, mýdlo a další složky vzorku detergentu, rozpustné v alkoholu.
Etanolový extrakt se odpaří na suchý zbytek, rozpustí ve směsi izopropanol/voda a získaný roztok se vede přes kombinaci silně kyselého katexu a makroporézního anexu, zahřátého na 323 K (50 °C). Tato vysoká teplota je nutná, aby se zabránilo vysrážení případných mastných kyselin, které mohou být přítomny v kyselém prostředí.
Neiontové povrchově aktivní látky se získají z odtokové vody odpařením.
Kationtové povrchově aktivní látky, které by mohly rušit zkoušku rozložitelnosti a analytický postup, se zachytí katexem, zařazeným před anexem.
2.3 Činidla a vybavení
2.3.1 Deionizovaná voda.
2.3.2 Etanol, 95 % (obj.) C2H5OH
(povolené denaturační prostředky: methylethylketon nebo metanol).
2.3.3 Směs izopropanol/voda (50/50 obj.):
50 obj. dílů izopropanolu (CH3CHOH.CH3) a
50 obj. dílů vody (2.3.1).
2.3.4 Roztok hydrogenuhličitanu amonného (60/40 obj.):
0,3 mol NH4HCO3 v 1000 ml směsi izopropanol/voda, tvořené 60 obj. díly izopropanolu a 40 obj. díly vody (2.3.1).
2.3.5 Katex (KAT), silně kyselý, odolný vůči alkoholu (50 - 100 mesh).
2.3.6 Anex (AAT), makroporézní, Merck Lewatit MP 7080 (70 - 150 mesh) nebo ekvivalentní.
2.3.7 Kyselina chlorovodíková, 10 % HCl (hm.).
2.3.8 2000 ml baňka s kulatým dnem se zabroušenou zátkou a zpětným chladičem.
2.3.9 Vakuový filtr (ohřívatelný) o průměru 90 mm na filtrační papíry.
2.3.10 2000 ml filtrační baňka.
2.3.11 Ionexové kolony s ohřívacím pláštěm a kohoutkem; vnitřní trubice průměru 60 mm a výšky 450 mm (obr. 4).
2.3.12 Vodní lázeň.
2.3.13 Vakuová sušárna.
2.3.14 Termostat.
2.3.15 Rotační odparka.
2.4 Příprava extraktu a separace neiontových aktivních látek
2.4.1 Příprava extraktu
Množství povrchově aktivních látek, potřebných pro zkoušku rozložitelnosti, je asi 25 g BiAS.
Při přípravě extraktů pro zkoušky rozložitelnosti je třeba použité množství výrobku omezit nejvýše na 2000 g. Za účelem získání dostatečného množství vzorku pro zkoušky může být nezbytné provádět postup dvakrát nebo vícekrát. Zkušenost ukázala, že je výhodné používat větší počet malých exktrakcí než jednu velkou.
2.4.2 Izolace složek rozpustných v alkoholu
250 g analyzovaného syntetického detergentu se přidá k 1250 ml etanolu, směs se zahřeje k bodu varu a za míchání se vaří pod zpětným chladičem po dobu 1 hodiny- Horký alkoholický roztok se odsaje přes hrubý porézní vakuový filtr zahřátý na 323 K (50 °C), a rychle se zfiltruje. Baňka a vakuový filtr se promyjí přibližně 200 ml horkého etanolu. Filtrát a etanol z promytí filtru se ve filtrační baňce spojí.
V případě analýz past nebo kapalných výrobků je třeba se přesvědčit, že ve vzorku není obsaženo více než 25 g aniontové povrchově aktivní látky a 35 g mýdla. Tento odvážený vzorek se odpaří do sucha. Odparek se rozpustí v 500 ml etanolu a postupuje se výše popsanýn způsobem.
V případě prášků o nízké sypné hustotě (< 300 g.l-1) se doporučuje zvýšit podíl etanolu na poměr 20 : 1.
Etanolový filtrát se odpaří do sucha, nejlépe v rotační odparce. Je.li třeba většího množství extraktu, postup se opakuje. Odparek se rozpustí v 5000 ml směsi izopropanol/voda.
2.4.3 Příprava ionexových kolon
Katexová kolona
600 ml katexové pryskyřice (2.3.5) se nasype do 3000 ml kádinky a přidá se 2000 ml kyseliny chlorovodíkové (2.3.7). Nechá se stát nejméně dvě hodiny za občasného promíchání. Kyselina se sleje a pomocí deionizované vody se pryskyřice převede do kolony (2.3.11). V koloně musí být zátka ze skelné vaty. Kolona se promývá deionizovanou vodou rychlostí 10 - 30 ml.min-1, až je eluát prostý chloridů. Voda se nahradí 2000 ml směsi izopropanol/voda (2.3.3) rychlostí 10 - 30 ml.min-1. Tím je ionexová kolona připravena k provozu.
Anexová kolona
600 ml anexové pryskyřice (2.3.6) se nasype do kádinky a přidá se 2000 ml deionizované vody. Pryskyřice se nechá nejméně dvě hodiny bobtnat. Poté se převede pomocí deionizované vody do kolony. V koloně musí být zátka ze skelné vaty.
Kolona se promyje 0,3 M roztokem hydrogenuhličitanu amonného (2.3.4), až je prostá chloridů. K tomu je třeba asi 5000 ml roztoku. Znovu se promyje 2000 ml deionizované vody. Voda se nahradí 2000 ml směsi izopropanol/voda (2.3.3) rychlostí 10 - 30 ml.min-1. Tím je ionexová kolona ve formě OH připravena k provozu.
2.4.4 Ionexová separace
Ionexové kolony se spojí tak, aby katexová kolona byla umístěna nad anexovou kolonou. Kolony se zahřejí na 323 K (50 °C) s použitím termostatické kontroly. 5000 ml roztoku, získaného v bodě 2.4.2, se zahřeje na 333 K (60 °C) a vede se kombinací kolon rychlostí 20 ml.min-1. Kolony se promyjí 1000 ml horké směsi izopropanol/voda (2.3.3).
Pro získání neiontových povrchově aktivních látek se spojí filtrát a roztoky z promývání filtru a odpaří se do sucha, nejlépe v rotační odparce. Odparek obsahuje BiAS. Přidá se deionizovaná voda až do získání určeného objemu, a v alikvotní části se stanoví obsah BiAS, jak je uvedeno v kapitole 3.3. Roztok se použije jako standardní roztok neiontových syntetických detergentů pro zkoušku rozložitelnosti. Roztok je nutno přechovávat při teplotě pod 278 K (5 °C).
2.4.5 Regenerace iontoměničových pryskyřic
Katex se po použití odstraní.
Anex se regeneruje promytím asi 5000 - 6000 ml roztoku hydrogenuhličitanu amonného (2.3.4) průtokovou rychlostí přibližně 10 ml.min-1, až je eluát prostý aniontových povrchově aktivních látek (test s metylenovou modří)). Poté se anex promyje 2000 ml směsi izopropanol/voda (2.3.3). Anex je opět připraven k provozu.