Metody identyfikacji substancji i zagrożeń z nimi związanych – badanie rozpuszczalności związków

Badanie rozpuszczalności związków organicznych w określonych rozpuszczalnikach wykonywane jest w celu ustalenia charakteru badanej substancji. Konieczność ta podyktowana jest faktem, że rozpuszczalność jest ściśle związana z budową i obecnością grup funkcyjnych. Początkowe testy są źródłem informacji na temat charakteru badanego związku – obojętnego, kwasowego lub zasadowego. Próby te pozwalają więc na zaliczenie związku do odpowiedniej grupy rozpuszczalności, a to z kolei doprecyzowuje grupę z którą możemy mieć do czynienia i tym samym zawęża obszar w zakresie prowadzenia reakcji charakterystycznych mających na celu ustalenie grupy funkcyjnej. Do prowadzenia powyższych testów stosuje się siedem rozpuszczalników/roztworów:

  • woda,
  • eter dietylowy – (C2H5)2O,
  • 5% roztwór wodorotlenku sodu – NaOH,
  • 5% roztwór wodorowęglanu sodu -NaHCO3,
  • 5% roztwór kwasu chlorowodorowego – HCl,
  • stężony kwas siarkowy (VI) – H2SO4,
  • 85% roztwór kwasu ortofosforowego (V) – H3PO4.

 

Powyższe rozpuszczalniki zostały podane zgodnie z kolejnością użycia w trakcie wykonywania badań, co ma swoje logiczne uzsadnienie. Wykonywanie prób rozpoczyna się od wody, gdyż jest ona dobrym rozpuszczalnikiem dla związków charakteryzujących się wyraźnie polarnymi cząsteczkami, w których udział części niepolarnej jest znikomy. Natomiast zła rozpuszczalność danego związku w etrze dietylowym potwierdza jego silną polarność. Jeżeli związek rozpuszcza się w wodzie i eterze, to można sądzić, że jest to związek niejonowy, zawiera nie więcej niż jedną grupę polarną oraz posiada nie więcej niż pięć atomów węgla w cząsteczce. Natomiast, jeżeli związek jest rozpuszczalny w wodzie, ale nie jest rozpuszczalny w eterze, to należy domniemywać, że jest to związek jonowy oraz zawiera więcej niż jedną grupę polarną. Kolejnym krokiem jest zbadanie rozpuszczalności w roztworze NaOH i HCl, co pozwala stwierdzić, czy badana substancja zawiera grupy funkcyjne kwasowe lub zasadowe. Zastosowanie stężonego kwasu siarkowego (VI) natomiast stwarza możliwość rozpoznania związków, które są słabymi zasadami, bądź stwierdzeniu czy badana substancja ulega lub nie ulega widocznym przemianom. Wykonywanie prób z użyciem stężonego H2SO4 może być procesem złożonym, któremu może towrzyszyć wydzielanie ciepła, wydzielanie gazów, czy też ściemnienie próbki. Efekty te wynikają między innymi z faktu, że kwas ten wykazuje silne właściwości higroskopijne.

Pozytywny efekt badania uznaje się wtedy, gdy związek rozpuści się w danym rozpuszczalniku, tj. stworzy z nim homogeniczną ciecz lub nie ulegnie dalszej przemianie w rozpuszczalniku do produktów o odmiennych właściwościach.

Efekt rozpuszczenia w określonych rozpuszczalnikach został podany w tabeli:

Wykonywanie prób powinno odbywać się zgodnie z kolejnością, która została zaprezenowana w poniższej tabeli. Pozytywny efekt próby (+) pozwala na zakwalifikowanie substancji do określonej grupy rozpuszczalności i umożliwia prowadzenie dalszych testów na grupy funkcyjne.

Dla pierwszych czterech grup rozpuszczalności korzystne jest również wykonywanie prób z kwaśnym węglanem sodu, ponieważ podczas niej możemy zaobserwować wydzielanie dwutlenku węgla. Opisany efekt reakcji, przy próbie wykonywanej dla związku zaliczonego do I grupy rozpuszczalności, może świadczyć o obecności grupy karboksylowej.

0

Metody identyfikacji substancji i zagrożeń z nimi związanych

Głównym celem stosowania metod identyfikacji jest określenie składników związków lub mieszanin. Aby rozpoznać daną substancję wykonuje się reakcje chemiczne, w efekcie których następuje wytrącenie osadu, wydzielenie gazu, czy też powstanie związków charakteryzujących się określoną barwą. Osoba przeprowadzająca taką identyfikację powinna być wykwalifikowanym chemikiem, z długoletnim doświadczeniem oraz posiadać nienaganną wiedzę na temat zagrożeń wynikających bezpośrednio z właściwości substancji/mieszanin lub zagrożeń, które mogą wystąpić podczas przeprowadzania prób. Zagrożenia o których wspomniano to negatywne zjawiska typu:

  • wybuch,
  • spalanie,
  • powstanie produktów gazowych,
  • powstanie produktów niestabilnych,
  • powstanie produktów wykazujących działanie żrąco-korodujące,

Do następstw tych może dojsć podczas wykonywania różnych czynności, np. w trakcie:

  • pobierania próbki,
  • otwierania opakowań
  • wykonywania testów.

W związku z tym faktem, osoba dokonująca identyfikacji powinna przede wszystkim:

MYŚLEĆ I PRZEWIDYWAĆ

 

Próby mające na celu identyfikację danej substancji podzieliłabym na trzy filary:

  • próby wstępne mające na celu pochodzenie danej substancji,
  • próby rozpuszczalności mające na celu przybliżenie charakteru badanej substancji i osoby badającej do określonych grup z związków z którymi może mieć do czynienia,
  • próby polegające na przeprowadzeniu reakcji charakterystyczych mających na celu oznaczenie grup funkcyjnych, a co za tym idzie zidentyfikowanie określonej grupy związków, którą reprezentuje badana substancja.

Należy pamiętać również o tym, że próbki, które są kierowane do badań i testów powinny zostać odpowiednio opisane. Na etykiecie opisującej badaną próbkę oraz w dokumentacji towarzyszącej badaniom należy zawrzeć minimum następujące informacje:

  • informacje znajdujące się na opakowaniu – tj. nazwa producenta, nr katalogowy, piktogramy i inne symbole wskazujące rodzaj bezpieczeństwa oraz inne informacje, które są przydatne z punktu szybkiej identyfikacji substancji,
  • opakowanie w którym znajduje się próbka, tj. typ, rodzaj, materiał konstrukcyjny opakowania,
  • przybliżona masa (objętość) substancji.

 

Próby wstępne

Celem wykonywanych prób jest określenie czy badany materiał jest pochodzenia organicznego, nieorganicznego lub organiczno-nieorganicznego. W tym celu zaleca się wykonanie najprostszych testów polegających na:

  • Określeniu stanu skupienia, zapachu, barwy, odczynu oraz jednorodności/niejednorodności próbki,
  • Wykonaniu próby spalania,
  • Określeniu rozpuszczalności w wodzie i rozpuszczalniku organicznym (np. izopropanol),
  • Określeniu rozpuszczalności w 5% roztworze kwasu chlorowodorowego i 5% roztworze wodorotlenku sodu.

 

Określenie rozpuszczalności

  • Określenie zależności pomiędzy budową związków organicznych a ich rozpuszczalnością, zarówno w rozpuszczalnikach organicznych, jak również nieorganicznych,
  • Określenie rozpuszczalności grup związków organicznych zgodnie z systemem Shinera-Pusona.

 

Reakcja charakterystyczne dla określania grupy związków – oznaczenie grup funkcyjnych

  • Węglowodory,
  • Chlorowcopochodne węglowodorów,
  • Nitrozwiązki,
  • Alkohole,
  • Kwasy karboksylowe,
  • Aldehydy i ketony,
  • Estry, amidy i nitryle,
  • Etery,
  • Fenole i enole,
  • Aminokwasy i peptydy,
  • Aminy,
  • Sacharydy.

 

Próby dodatkowe, doprecyzowujące

  • związki organiczne – parametry charakteryzujące, oznaczanie składu pierwiastkowego,
  • związki nieorganiczne – analiza jakościowa jonów (kationów i anionów).
0

Klasyfikacja produktu

Odpowiednie określenie zagrożeń stwarzanych przez produkty to nie tylko smutny obowiązek wypełniania przepisów prawa. To przede wszystkim działanie majace na celu zapewnienie bezpieństwa w zakresie:

  • stosowania i postępowania z produktem,
  • magazynowania i usuwania go,
  • realizowania przewozów i czynności im towarzyszących.

Prawidłowa klasyfikacja towarów niebezpiecznych pozwala na doprecyzowania odpowiednich warunków realizacji przewozu, które mogą charakteryzować się znaczną różnorodnością, co niewątpliwie wynika ze specyfiki danego transportu.

W ostatnim czasie ponownie miałam przyjemność przygotowywać kompleksowo do wprowadzenia jeden z produktów, zarówno pod względem problematyki prawodawstwa chemicznego, jak i przewozu towarów niebezpiecznych każdym możliwym rodzajem transportu – drogowym, kolejowym, śródlądowym, morskim i lotniczym. Zaczynałam zupełnie od poczatku – od badań laboratoryjnych, aż po stworzenie pomocnej Instrukcji, która podpowiada jak ralizować cały proces nie tylko bezpiecznie, ale również efektywnie. Oprócz wskazania dla producenta wszelkich możliwości w zakresie pakowania, oznakowania, przygotowania jednostek transportowo-ładunkowych, dokumentacji, zarekomendowałam warunki, które wybrałabym osobiście m. in. ze względu na aspekt finansowy i skrócenie realizacji dostawy produktu.

Najlepsza metoda przy tworzeniu takich wytycznych to po prostu… zdrowy rozsądek i znalezienie złotego środka pomiędzy rzeczywistością i aspektem finansowym, a przepisami prawa.

Dziękuję za zaufanie!

 

A efekty poniżej:

 

 

P.S. Proszę zobaczyć jak spisuje się podpałka Dragon Power na filmie przygotowanym przez producenta.

0

Wysyłka próbek – jak robić to bezpiecznie i efektywnie?

W dzisiejszych czasach trudno wyobrazić sobie funkcjonowanie jakiegokolwiek przedsiębiorstwa, które nie byłoby zaangażowane w wysyłkę próbek, niezależnie czy są to komponenty, produkty przejściowe, czy też produkty gotowe. Na podstawie moich codziennych obserwacji wynikających z tego, że większość mojej pracy poświęcona jest organizowaniu i doradzaniu przy takich wysyłkach, bez zastanowienia mogę stwierdzić, że najczęściej w proces ten angażuje się branża farmaceutyczna. Nie da się ukryć, że wynika to z jej specyfiki, gdyż pracuje z bardzo szerokim spektrum różnych indywiduów chemicznych, które klasyfikowane są kolejno jako towary niebezpieczne.

Wysyłki tego typu realizowane są z udziałem transportu drogowego lub drogowo-lotniczego. Najczęściej wykorzystywana jest ta druga możliwość ze względu na konieczność szybkiego dostarczenia próbek, które wymagają przewozu w określonym przedziale temperatur. Dzięki tym rozwiązaniom docierają na miejsce, charakteryzując się niezmienioną, pierwotną jakością.

Ze względu na restrykcje, które zostały narzucone przez firmy organizujące przewóz, przewoźników i poszczególne kraje, jednym z najbardziej wygodnych sposobów kierowania próbek do odbiorców jest wysyłka jako „Excepted Quantities” („EQ” – Towary niebezpieczne zapakowane w ilościach wyłączonych).

Kiedy próbka może być wysłana jako „EQ”?

Próbka może zostać wysłana jako „EQ”  jeżeli w wykazie towarów niebezpiecznych w kolumnie F (4.2 List of Dangerous Goods, IATA DGR – przewóz lotniczy)/kolumnie 7b (3.2 Tabela A, Umowa ADR – przewów drogowy) zostały wskazane kody alfanumeryczne od E1 do E5. Jeżeli natomiast w kolumnach tych figuruje kod E0, to próbka nie może zostać zapakowana jako ilość wyłączona „EQ”.

Fragment wykazu towarów niebezpiecznych – 4.2 List of Dangerous Goods, IATA DGR. Większość substancji czynnych klasyfikowanych jest jako UN 2811.

 

Jak odczytać znaczenie kodów alfanumerycznych?

Kody alfanumeryczne wskazują limity dotyczące maksymalnej ilości netto materiału zarówno na opakowanie wewnętrzne, jak również na opakowanie zewnętrzne. Jeżeli nadawca chciałby do przewozu skierować susbtancję, która klasyfikowana jest jako UN 2811, II GP, to musiałby respektować limity zgodne z kodem alfanumerycznym E4, tj. maksymalnie 1 g/1 ml na opakowanie wewnętrzne i 500 g/500 ml na opakownie zewnętrzne. Przekładając to na praktykę – w jednej sztuce przesyłki mogłoby się znaleźć maksymalnie 500 fiolek, gdzie w każdej z nich zawarte byłoby maksimum 1 g/1 ml substancji.

W Umowie ADR (przewozy drogowe) kody alfanumeryczne mają takie same znaczenie.

Obowiązki nadawcy

Nadawca realizujący wysyłkę powinien w sposób samodzielny określić, czy dana substancja lub mieszanina może być wysyłana jako „EQ”. Dodatkowo powinien przygotować przesyłkę w taki sposób, aby limity ilościowe wskazane kodem alfanumerycznym nie zostały przekroczone. W jego obowiązkach leży również oznakowanie sztuki przesyłki i przygotowanie kompletu dokumentacji.

Oznakowanie sztuk przesyłki

Sztuka przesyłki, która zawiera materiały zapakowane w ilościach wyłączonych powinna być zaopatrzona w znak:

Minimalne wymiary znaku powinny wynosić 10 cm x 10 cm. W miejsce „*” umieszcza się klasę lub podklasę (IATA DGR)/numer pierwszej lub pojedynczej najlepki ostrzegawczej (ADR), natomiast w miejsce „**” nazwę nadawcy lub odbiorcy, jeżeli nie została wskazana w innych miejscach sztuki przesyłki.

Dokumentacja

Przy realizowaniu przewozu na wyłączeniu „EQ” nie jest wymagana deklaracja DGD, ani pełny dokument przewozowy ADR. Nadawca zobowiązany jest jedynie do zrobienia odpowiedniego zapisu w dokumentacji towarzyszącej i wskazania ilości sztuk przesyłek kierowanych do przewozu (np. w polu zawartość w dokumencie kurierskim), np.:

Dangerous Goods in Excepted Quantities, 2 pcs

Towary niebezpieczne w ilościach wyłączonych, 2 sztuki

Konieczność wskazania ilości przewożonych sztuk przesyłki wynika z ograniczenia dotyczącego faktu, że liczba sztuk przesyłek w pojeździe lub kontenerze nie może być większa niż 1000.

Część firm kurierskich wymaga również podania numeru UN przewożonego materiału. Bazując na wcześniej podanym numerze UN zapis wyglądałby następująco:

Dangerous Goods in Excepted Quantities, UN 2811, 2 pcs

Towary niebezpieczne w ilościach wyłączonych, UN 2811, 2 sztuki

Dokumentacja dodatkowa

Pełne przygotowanie wysyłki to nie tylko i wyłącznie zapisy wynikające z przepisów dotyczących problematyki przewozu towarów niebezpiecznych. Dodatkowa dokumentacja będzie uzależniona od kraju do którego kierujemy naszą przesyłkę. Wśród dodatkowej dokumentacji możemy wyróżnić karty MSDS, oświadczenia dotyczące zawartości, faktury w określonym języku, kopie kontraktów zawartych pomiędzy firmami na podstawie których dochodzi do realizowania przesyłek niekomercyjnych, oświadczenie HV/LV, listy gwarancyjne, upoważnienie dla agencji celnej i wiele innych.

Korzyści wynikające ze stosowania wyłączenia „EQ”

Istotnymi aspektami przemawiającymi za stosowaniem tego wyłączenia są:

  • większe możliwości w zakresie realizowania wysyłek substancji (nawet najbardziej restrykcyjne kraje i przewoźnicy przyjmują materiały zapakowane w ten sposób),
  • zminimalizowanie kosztów związanych z realizacją wysyłek (mniejsze dopłaty w firmach kurierskich, opakowania stosowane do przewozu nie muszą być certyfikowane),
  • oszczędność czasu związana z tym, że część dokumentów towaryszących wysyłce nie jest wymagana.

 

Czas realizacji

Czas realizacji przesyłki uzależniony jest od kraju do którego kierowana jest przesyłka. Najwięcej czasu pochłania zawsze odprawa celna. Średni czas realizacji wysyłki do Rosji to 5 – 7 dni, co widać na załączonym przykładzie:

0

Jak szybko rozpoznać, czy substancja lub mieszanina jest towarem niebezpiecznym?

Procedura klasyfikacji w kilku słowach

Charakterystyka fizykochemiczna i biologiczna stanowi podstawę w trakcie klasyfikacji towarów niebezpiecznych. Podczas tego procesu porównywane są właściwości danej substancji lub mieszaniny z kryteriami klasyfikacyjnymi zawartymi w przepisach o przewozie towarów niebezpiecznych. Zagrożenie dominujące jest czynnikiem determinującym zaliczenie towaru do określonej klasy. Może ono występować z ustalonym natężeniem, które określane jest za pomocą grupy pakowania. W przypadku gdy towar stwarza więcej zagrożeń o mniejszej intensywności, ale wciąż wpisują się one w kryteria klasyfikacyjne, zostają one określone mianem zagrożeń dodatkowych, opisanych za pomocą kodów klasyfikacyjnych. Rodzaj zagrożeń dominujących i dodatkowych obrazowany jest za pomocą nalepek ostrzegawczych. Finalnym etapem jest przyporządkowanie numeru UN i prawidłowej nazwy przewozowej dla danego towaru niebezpiecznego. Numer UN jest czterocyfrowym numerem identyfikacyjnym materiału lub przedmiotu.

Karta charakterystyki (MSDS)

Zadaniem karty charakterystyki jest informowanie użytkownika substancji lub mieszaniny o zagrożeniach stwarzanych przez nie. Skutkiem tego w dokumencie tym należy zawrzeć informacje dotyczące bezpiecznego magazynowania substancji lub mieszaniny, postępowania z nimi oraz usuwania. Dzięki temu użytkownicy chemikaliów, po zapoznaniu się z MSDS powinni wiedzieć jakie działania trzeba podjąć, aby zapewnić skuteczną ochronę zdrowia, bezpieczeństwa w miejscu pracy i ochronę środowiska. Wymaga się, aby język jakim napisana jest karta charakterystyki był prosty i precyzyjny, pozbawiony żargonu, akronimów i skrótów. Ponadto, nie powinien zawierać zwrotów, które mogłyby sugerować, że dana substancja niebezpieczna lub mieszanina niebezpieczna nie stanowi zagrożenia, np. bezpieczna w większości warunków stosowania, może być niebezpieczne lub nieszkodliwe dla zdrowia. W tym miejscu należy również podkreślić, że w karcie MSDS nie powinny występować zwroty, które wskazywałyby na niespójność z ustaloną klasyfikacją substancji lub mieszaniny.

Moim zdaniem wskazane zalecenia i ograniczenia mają na celu stworzenie możliwości jak najdokładniejszego zrozumienia treści zawartych w tym dokumencie i w konsekwencji efektywnego ich wdrożenia, aby wyeliminować ryzyko wystąpienia negatywnych następstw.

Karta charakterystyki nie posiada określonej objętości, jednakże składa się z 16 sekcji, które zawierają ściśle określone informacje. Istotnym elementem, z punktu tematyki tego artykułu jest sekcja 14, zawierająca Informacje dotyczące transportu.

Sekcja 14 MSDS – co mogę z niej wyczytać?

W sekcji tej zawiera się informacje dotyczące klasyfikacji substancji lub mieszanin w odniesieniu do transportu. Jeżeli substancja lub mieszanina została zaklasyfikowana jako towar niebezpieczny, to w podsekcji 14.1 będzie zawarty jego numer UN – czterocyfrowy numer identyfikacyjny. Kolejne elementy, podsekcja 14.2 zawiera prawidłową nazwę przewozową, 14.3 – klasę i ewentualne zagrożenia dodatkowe jakie towar niebezpieczny wykazuje w transporcie, 14.4 – grupę pakowania, jako parametr wskazujący nie tylko zagrożenie natężenia dominującego, ale również odpowiednią pozycję w Wykazie Towarów Niebezpiecznych. Z punktu widzenia ewentualnych, dodatkowych zapisów w dokumencie przewozowym lub dodatkowego oznakowania bardzo ważne informacje zawiera podsekcja 14.5, gdyż podaje czy dana substancja lub mieszanina stwarza zagrożenie dla środowiska. W pozostałych podsekcjach, jeżeli ma to zastosowanie, zawiera się informacje dodatkowe. W przedostatniej podsekcji – 14.6, zawiera się szczególne środki ostrożności dotyczące transportu lub przemieszczania substancji/mieszaniny zarówno na terenie zakładu, jak i poza nim. Podsekcja 14.7 jako element według mojego doświadczenia uzupełniany najrzadziej, dotyczy przewozu luzem zgodnie z załącznikiem II do Konwencji MARPOL i Kodeksu IBC. Uwzględnia się tu informacje w odniesieniu do obu instrumentów IMO dotyczących ochrony przed zanieczyszczaniem morza ciekłymi substancjami szkodliwymi oraz budowy i wyposażenia statków przewożących niebezpieczne chemikalia luzem.

Jeżeli substancja lub mieszanina nie jest klasyfikowana jako towar niebezpieczny, to sekcja 14 nie jest uzupełniana informacjami z zakresu problematyki przewozu towarów niebezpiecznych lub zawiera bezpośrednią, czytelną informację: nie klasyfikowana jako towar niebezpieczny.

Czy na informacjach zawartych w karcie charakterystyki można bezwzględnie polegać?

W większości przypadków zdecydowanie tak, przynajmniej w zakresie numeru UN i grupy pakowania (o ile zostały poprawnie ustalone). To podsekcje, których wypełnienie nie przysparza większych trudności w aspekcie zawarcia wymaganych treści. Nie da się jednak ukryć, że również tu występują wyjątki od reguły. Jakie problemy możemy spotkać w tym zakresie?

  • karta charakterystyki jest niekompletna, źle sporządzona lub zawiera szczątkowe informacje,
  • dokument został sporządzony przez osobę niekompetentną,
  • towarowi niebezpiecznemu przypisano zły numer UN,
  • substancja/mieszanina została zaklasyfikowana jako towar niebezpieczny, pomimo, iż nie spełnia kryteriów klasyfikacyjnych w tym zakresie.

 

Nadanie towaru niebezpiecznego, który został nieprawidłowo sklasyfikowany to naruszenie, które może skutkować nałożeniem sankcji karnej w wysokości 6000 zł. Należy jednak zauważyć, że niepoprawnie przypisany numer UN może skutkować między innymi złym doborem warunków realizacji przewozu, co w efekcie pociąga za sobą dalsze nadużycia.

0

„Niczego w życiu nie należy się bać, należy to tylko zrozumieć”.

Pożar, obok emisji i wybuchu jest najpopularniejszym rodzajem zdarzenia awaryjnego, będącego skutkiem nieprawidłowego transportu, przechowywania i magazynowania chemikaliów. Patrząc na statystki jedno jest pewne – pożar ma miejsce zdecydowanie częściej, niż wybuchy i emisje. Czy można w tym dostrzec coś pozytywnego? Oczywiście, że tak. Konsekwencje pożaru są mniejsze w sensie utraty życia ludzkiego, w porównaniu do konsekwencji wynikających z innych rodzajów zdarzeń awaryjnych. Jak w tym przypadku wygląda zniszczenie mienia? Można to zaobserwować na zdjęciach ze zdarzenia na Wydziale Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego, które oceniam jako ostrzeżenie, wyobrażając sobie podobne zdarzenie, które mogłoby wystąpić w dużym magazynie surowców. Ostrzeżenie przed konsekwencjami, jakimi mogą być utrata zdrowia lub życia, degradacja środowiska i zniszczenie mienia.

Analizując przyczyny powstawania pożarów, myślę, że mogłabym wymienić co najmniej 20 czynników sprzyjających powstaniu pożaru. W jakim temacie właściwie wykazujemy się największa ignorancją? Zdecydowanie nie myślimy o konsekwencjach wynikających z nieprawidłowego przechowywania substancji chemicznych i mieszanin. Reaktywność, stabilność chemiczna, kompatybilność, niebezpieczne produkty rozkładu, wpływ zanieczyszczeń, wilgoci, światła, czynników mechanicznych, to tak naprawdę mała część zagadnień, które należy opracować, aby magazynowanie chemikaliów było bezpieczne i efektywne. Czy wytyczne powinny być dokładne? Zdecydowanie tak, bo w chemii nie ma miejsca na pomyłki.

0