ГОСТ Р 54281-2022

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НЕФТЕПРОДУКТЫ, СМАЗОЧНЫЕ МАСЛА И ПРИСАДКИ

Метод определения воды кулонометрическим титрованием по Карлу Фишеру

Petroleum products, lubricating oils and additives. Method for determination of water by coulometric Karl Fischer titration

ОКС 75.080

Дата введения 2023-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "РСТ"), Техническим комитетом по стандартизации ТК 031 "Нефтяные топлива и смазочные материалы" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 031 "Нефтяные топлива и смазочные материалы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 октября 2022 г. N 1116-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Д6304-20* "Стандартный метод определения воды в нефтепродуктах, смазочных маслах и присадках кулонометрическим титрованием по Карлу Фишеру" [ASTM D6304-20 "Standard test method for determination of water in petroleum products, lubricating oils, and additives by coulometric Karl Fischer titration", MOD] путем включения дополнительных положений, фраз, слов, ссылок, которые выделены в тексте курсивом**, а также:

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.

** В оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделе "Предисловие" приводятся обычным шрифтом, кроме отмеченного знаком "**"; остальные по тексту документа выделены курсивом. - Примечания изготовителя базы данных.

- исключения подразделов 1.2, 1.3 и 1.5;

- замены и исключения ссылочных документов в разделе 2;

- указания об отборе пробы;

- исключения разделов 3 и 5;

- исключения пункта 6.1.2;

- исключения информации о моделях и поставщике аппаратуры.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р 54281-2010

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации"**. Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на нефтепродукты и присадки и устанавливает метод прямого определения воды с использованием автоматизированной аппаратуры для кулонометрического титрования по Карлу Фишеру. Настоящий стандарт распространяется также на непрямое определение воды, термически извлеченной из образцов и с помощью инертного газа перенесенной в кулонометрическую ячейку для титрования по Карлу Фишеру. На результаты испытания влияют меркаптаны, сульфиды ( или ), сера и другие мешающие соединения (см. раздел 4). Прецизионность метода охватывает номинальный диапазон содержания воды от 10 до 25000 мг/кг для процедуры A, от 30 до 2100 мг/кг для процедуры B и от 20 до 360 мг/кг для процедуры C.

1.2 Применение настоящего стандарта связано с использованием опасных материалов, операций и оборудования. В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил безопасности и охраны труда, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2517 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб

ГОСТ 31873 Нефть и нефтепродукты. Методы ручного отбора проб

ГОСТ Р 51069 Нефть и нефтепродукты. Метод определения плотности, относительной плотности и плотности в градусах API ареометром

ГОСТ Р 57037 Нефтепродукты. Определение плотности, относительной плотности и плотности в градусах API цифровым плотномером

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Сущность метода

3.1 Для определения содержания воды в образце в настоящем методе используют титрование по Карлу Фишеру. В титровальной ячейке кулонометрического аппарата на аноде образуется йод для реакции Карла Фишера. Вводят в титровальную ячейку определенное количество образца, после оттитровывания всей воды избыток йода обнаруживают электрометрическим детектором и завершают титрование. На основе стехиометрии реакции 1 моль йода реагирует с 1 молем воды; таким образом, согласно закону Фарадея, количество воды пропорционально общему количеству потребленного тока.

3.2 При процедуре A вводят образец непосредственно в ячейку для титрования. Эта процедура рекомендуется только для образцов с низкой вязкостью без ожидаемых помех (см. раздел 4).

3.3 Процедуры B и C используют для образцов, слаборастворимых в реактиве Карла Фишера, вязких образцов или образцов с компонентами, которые, как ожидается, будут мешать реакции Карла Фишера. Также эти процедуры можно использовать для испытания образцов, подходящих для процедуры A. В процедурах B и C предусмотрено использование вспомогательных устройств - термостата или испарителя воды.

3.3.1 При процедуре B помещают образец в герметичный стеклянный флакон и нагревают в термостате для извлечения воды в свободное пространство над образцом. Испарившаяся вода из свободного пространства над образцом во флаконе переносится в кулонометрическую ячейку для титрования по Карлу Фишеру сухим химически инертным газом-носителем и титруется. Для улучшения полноты извлечения воды из образца можно использовать вспомогательные растворители.

3.3.2 При процедуре C вводят образец в нагретый растворитель или минеральное масло во вспомогательном испарителе воды, откуда испаренная вода переносится в ячейку для титрования по Карлу Фишеру сухим химически инертным газом-носителем и титруется.

3.4 Для образцов, которые могут быть испытаны с использованием всех процедур, арбитражной является процедура A.

     4 Мешающие факторы

4.1 Ряд веществ и классов соединений, которые могут участвовать в реакциях конденсации или окислительно-восстановительных реакциях, мешают определению воды титрованием по Карлу Фишеру.

В нефтепродуктах наиболее часто мешающее влияние оказывают меркаптаны, сульфиды, амины, кетоны, альдегиды, окислители и восстановители, а также некоторые металлоорганические соединения. Влияние некоторых из них, например, кетонов, можно устранить добавлением соответствующих реактивов.

4.2 В нефтепродуктах наиболее распространенными мешающими соединениями являются меркаптаны и сульфиды. При содержании серы менее 500 мг/кг влияние этих соединений незначительно для содержания воды более 0,02% масс. Влияние меркаптанов и сульфидов на результаты определения воды в диапазоне от 10 до 200 мг/кг не было определено экспериментально. При таком низком содержании воды влияние меркаптанов и сульфидов может быть существенным при содержании серы более 500 мг/кг.

4.3 Непрямое определение с использованием испарения воды (процедуры B и C) может свести помехи к минимуму.

Температура экстракции выше допустимой может привести к разложению образца, что приведет к химическим помехам. Эти помехи могут привести к ошибочно высоким результатам.

4.4 Рекомендации для получения достоверных результатов определения приведены в приложении X1.

     5 Аппаратура

5.1 Автоматический кулонометрический титратор, включающий в себя блок управления, сосуд для титрования, двойной платиновый индикаторный электрод, генераторный электрод в сборе и магнитную мешалку. Аппарат предназначен для кулонометрического получения йода, который стехиометрически реагирует с водой, присутствующей в растворе образца. По электрическому заряду (количеству электричества), затраченному на образование реактива, вычисляется количество воды в микрограммах, которое считывают в виде прямого цифрового показания. Можно использовать измерительные ячейки с диафрагмами и без них.

5.2 Вспомогательный термостат для извлечения воды

Автономное или автоматизированное устройство, в котором образцы взвешивают во флаконе, закрывают крышкой с диафрагмой и помещают в термостат, в котором нагревается образец. Испарившаяся вода переносится сухим газом-носителем по линии передачи в кулонометрическую ячейку для титрования (см. рисунок Х2.1).

5.3 Вспомогательный испаритель воды

Устройство, в котором отмеренную аликвоту образца помещают в нагретый сосуд с минеральным маслом или другим подходящим растворителем, где испарившаяся вода переносится сухим газом-носителем по линии передачи в кулонометрическую ячейку для титрования (см. рисунок X2.2).

5.4 Газонепроницаемый шприц

Газонепроницаемый шприц с иглой подходящей длины и калибра для ввода испытуемого образца в ячейку для титрования или удаления избытка раствора из ячейки для титрования (см. примечание 1). Вместимость шприца зависит от размера образца, рекомендуется, чтобы образец занимал не менее 25% объема шприца. При использовании пластиковых шприцев материал должен быть совместим с матрицей образца.

Примечание 1 - При использовании стеклянных шприцев рекомендуется после очистки промывать все части стеклянных шприцев и игл безводным метанолом или этанолом, затем высушивать в термостате и хранить в эксикаторе.

5.5 Термостат для сушки стеклянной посуды.

5.6 Эксикатор стандартного лабораторного типа с цветовым индикатором.

5.7 Весы аналитические, обеспечивающие получение результатов взвешивания до 0,1 мг.

5.8 Флаконы стеклянные для использования во вспомогательном термостате для извлечения воды по процедуре B.

5.9 Крышки с диафрагмой (обжимные или завинчивающиеся крышки с диафрагмой) для использования во вспомогательном термостате для извлечения воды по процедуре B.

5.10 Допускается использовать аппаратуру и средства измерения (СИ), отличные от указанных, с характеристиками не хуже установленных настоящим стандартом и обеспечивающие получение достоверных результатов определения.

     6 Реактивы и материалы

6.1 Чистота реактивов

Следует использовать реактивы квалификации ч.д.а. или более высокой чистоты. Допускается использовать реактивы другой квалификации, если заранее установлено, что реактив имеет достаточно высокую чистоту и его использование не уменьшит точности результатов определения.

6.2 Чистота воды

Если нет других указаний, используют воду типа II или типа III (см. [1]).

Допускается использовать воду, отличную от типа II или типа III, при условии подтверждения того, что используемая вода не снижает точность определения. Степень чистоты воды может быть обеспечена применением соответствующего оборудования.

6.3 Реактивы Карла Фишера

Применяют имеющиеся в продаже реактивы и системы реактивов различных типов для определения воды кулонометрическим титрованием по Карлу Фишеру с использованием автоматических титраторов. Обычно в реактивах в качестве органического основания используют пиридин. Большинство изготовителей автоматических титраторов рекомендуют с их аппаратом использовать реактивы, не содержащие пиридин. Реактивы, не содержащие пиридин, более стабильны, менее токсичны и пахучи. По-возможности рекомендуется использовать реактивы, не содержащие пиридин. Для кулонометрического титрования обычно требуется два раствора реактивов: анолит и католит или генераторный раствор. Однако при использовании интегрированной или бездиафрагменной ячейки можно использовать однокомпонентный реактив, содержащий все реактивы, необходимые для титрования по Карлу Фишеру.

6.3.1 Катодный раствор содержит соли аммония и метанол*.

_______________

* Осторожно. Опасен для здоровья.

6.3.2 Анодный раствор содержит йодид, диоксид серы и буферное вещество в подходящем растворителе.

6.3.3 Однокомпонентный реактив содержит йодид, диоксид серы, буферное вещество и основания в подходящем растворителе. Этот реактив можно использовать в качестве единственного раствора в кулонометрической системе с бездиафрагменной генераторной ячейкой или в качестве раствора анолита в диафрагменной ячейке, если это указано изготовителем.

6.3.4 Если испытуемый образец содержит кетоны, используют имеющиеся в продаже реактивы, которые должны быть модифицированы для использования в присутствии кетонов.

Примечание 2 - Некоторые лаборатории всегда добавляют реактив, подавляющий кетоны как часть своей стандартной лабораторной практики, т.к. часто не известно, содержит ли образец кетоны.

6.4 Стандартные образцы содержания воды