OCSE 104 Pressione di vapore

OCSE 104 Pressione di vapore

La linea guida OCSE 104 "Pressione di vapore", pubblicata nell'ambito delle linee guida OCSE sulla condotta aziendale responsabile per le imprese multinazionali (linee guida OCSE), descrive otto metodi per misurare la pressione di vapore. Ognuno di essi può essere applicato a diversi intervalli di pressione di vapore. La pressione di vapore di una sostanza (in Pascal) è definita come la pressione di saturazione al di sopra di una sostanza solida o liquida e viene determinata a diverse temperature (in Kelvin).

OCSE 104 Pressione di vapore

I metodi utilizzati sono:

  • Metodo dinamico (metodo Cottrell)
  • Metodo statico
  • Metodo isoteniscopio
  • Metodo di effusione: bilancio della pressione di vapore
  • Metodo di effusione: cella di Knudsen
  • Metodo di effusione: termogravimetria isotermica
  • Metodo di saturazione del gas
  • Metodo del rotore rotante

Questi metodi sono applicabili solo ai composti che non si decompongono nelle condizioni di prova. Laddove i metodi sperimentali non siano applicabili per motivi tecnici, è possibile stimare anche la tensione di vapore; un metodo di stima suggerito è incluso nell'appendice della linea guida.

In uno qualsiasi di questi metodi, la pressione di vapore deve essere determinata per almeno due temperature. Per verificare la linearità della curva della pressione di vapore, si consigliano tre o più temperature comprese tra 0 e 50 gradi Celsius. Per i metodi di effusione e di saturazione gassosa, si raccomanda un intervallo di temperatura compreso tra 120 e 150 gradi Celsius anziché tra 0 e 50 gradi Celsius.

Nel mondo della sicurezza chimica e delle normative ambientali, determinare con precisione le proprietà fisiche delle sostanze è fondamentale. Una di queste proprietà è la tensione di vapore, la pressione esercitata da un vapore in equilibrio termodinamico con la sua fase liquida o solida a una data temperatura. Questo valore aiuta a prevedere come una sostanza chimica potrebbe evaporare, disperdersi nell'aria o comportarsi nei processi industriali.

L'OCSE 104, un protocollo standard sviluppato per misurare la pressione di vapore in modo affidabile e riproducibile, garantisce che i dati generati nei laboratori di tutto il mondo siano reciprocamente accettati dagli enti di regolamentazione quali l'Agenzia europea per le sostanze chimiche (ECHA) nell'ambito del REACH o l'Agenzia statunitense per la protezione dell'ambiente (EPA).

In questa guida, la pressione di vapore è definita come la pressione di saturazione al di sopra di una sostanza solida o liquida e si misura in Pascal (Pa) a diverse temperature in Kelvin (K). Un'elevata pressione di vapore indica che una sostanza è volatile e può presentare rischi respiratori o contribuire all'inquinamento atmosferico, mentre valori inferiori indicano stabilità. Pertanto, questa guida è considerata importante.

I dati sulla pressione di vapore sono un elemento chiave per la valutazione del rischio. Questi dati influenzano la classificazione delle sostanze chimiche nei sistemi internazionali e i relativi requisiti di etichettatura, trasporto e manipolazione. Ad esempio, i composti organici volatili (COV) ad alta pressione di vapore vengono studiati per il loro ruolo nella formazione dello smog.

La norma OCSE 104 si distingue per la sua flessibilità, descrivendo otto diversi metodi di misurazione della pressione di vapore, ciascuno adattato a diversi intervalli di pressione e tipi di sostanze (ad esempio, liquidi, solidi o sostanze che possono decomporsi sotto l'effetto del calore). Questi metodi sono confrontati in una pratica tabella inclusa nella guida, che ne delinea i principi, l'applicabilità e l'intervallo: da pressioni ultra basse a livelli atmosferici. È importante sottolineare che tutti i metodi presuppongono che la sostanza in esame rimanga stabile nelle condizioni di prova; la decomposizione invalida i risultati.

Di seguito è riportata una ripartizione dei metodi di base:

  • Metodo di effusione (cella di Knudsen):
    • Principio: un campione viene espulso da un piccolo forno all'interno di una camera sotto vuoto attraverso una piccola apertura. La velocità di perdita di massa viene misurata e utilizzata per calcolare la tensione di vapore tramite l'equazione di Knudsen.
    • Ideale per: solidi o liquidi a bassa volatilità. Ideale per condizioni di vuoto.
  • Metodo isoteniscopio:
    • Principio: un campione liquido in un dispositivo a tubo a U viene fatto bollire sotto vuoto e la pressione viene letta da un manometro mantenendo una temperatura costante.
    • Ideale per: liquidi puri. Previene le interferenze della fase gassosa.
  • Metodo di saturazione del gas:
    • Principio: un gas vettore inerte (ad esempio azoto) viene saturato con il vapore della sostanza a una temperatura controllata, quindi catturato e quantificato (ad esempio mediante gascromatografia).
    • Ideale per: sostanze volatili. Ampiamente utilizzato nei test ambientali grazie alla sua accuratezza.
  • Metodo statico:
    • Principio: la sostanza viene portata all'equilibrio in un contenitore chiuso con un manometro e la pressione dello spazio di testa viene misurata direttamente.
    • Ideale per: liquidi. Semplice, ma richiede la degassificazione per rimuovere l'aria.
  • Metodo dinamico (metodo Cottrell):
    • Principio: il punto di ebollizione viene misurato a pressioni variabili utilizzando un evaporatore a film sottile per accelerare l'evaporazione.
    • Ideale per: liquidi altamente volatili. Eliminazione rapida.
  • Altri metodi: i restanti tre metodi (metodo del tubo caldo, metodi manometrici e metodi termogravimetrici) coprono scenari specifici, come temperature elevate o monitoraggio continuo della perdita di massa. Ogni metodo include descrizioni dettagliate degli strumenti, fasi procedurali, elaborazione dei dati e criteri di validazione.

Per eseguire un test OECD 104, in genere viene preparato un campione di 0,1-10 g e le misurazioni vengono effettuate a diverse temperature (ad esempio, con incrementi di 20-50 gradi Celsius). La sicurezza è fondamentale: le sostanze volatili richiedono l'uso di cappe aspiranti e i controlli della temperatura prevengono le esplosioni.

Le sfide includono garantire l'assenza di segregazione (verificata da controlli di purezza pre e post test) e tenere conto delle impurità. Per l'estrapolazione della temperatura, le linee guida raccomandano cautela oltre i 20 K dai punti misurati. I metodi predittivi possono integrare, ma non sostituire, i dati sperimentali.

Oggi, l'OCSE continua ad aggiornare le linee guida per le sfide emergenti come i nanomateriali. Poiché la dimensione delle particelle dei nanomateriali può alterarne la volatilità, vengono apportati aggiustamenti specifici per i nanomateriali ai test di pressione di vapore. Poiché il cambiamento climatico solleva preoccupazioni sulle emissioni volatili, il ruolo di queste linee guida nella chimica sostenibile è in crescita.

In definitiva, l'OCSE 104 fornisce un quadro solido e adattabile per la determinazione della pressione di vapore, costituendo un esempio di cooperazione internazionale nei test chimici. Standardizzando i metodi, non solo facilita la conformità normativa, ma tutela anche la salute pubblica e l'ambiente. In un'epoca di rapida innovazione chimica, strumenti come l'OCSE 104 sottolineano che una misurazione precisa è il fondamento di una gestione responsabile.

La nostra organizzazione, attiva da molti anni e che segue meticolosamente gli sviluppi scientifici e tecnologici a livello globale, esegue test, misurazioni e analisi in un'ampia gamma di ambiti per aziende di tutti i settori, avvalendosi di un team qualificato e di un'ampia infrastruttura. In questo contesto, forniamo anche servizi di test in conformità con la Guida OCSE 104 sulla pressione di vapore.

WhatsApp