مقالات

مبانی TOC
کلیات راجع به مبانی TOC

«TOC» چیست؟

کربن کل آلی (TOC) نشان دهنده کل مقدار کربن حاصل از مواد آلی موجود در یک نمونه است.

مزایای آنالیز TOC عبارتند از زمان آنالیز سریع چند دقیقه‌ای، تعیین مقدار دقیق و مستقل از ماتریس و مصرف بسیار کم مواد شیمیایی.

 از آنجایی که این یک پارامتر مجموع است، این روش برای شناسایی اجزای آلی منفرد مناسب نیست.

 TOC بیشتر در مایعات تعیین می‌شود که در آن به عنوان یک شاخص نماینده برای کیفیت آب عمل می‌کند، اما می‌توان آن را در جامدات نیز اندازه‌گیری کرد.

با توجه به تعداد زیاد ترکیبات آلی شناخته شده، آزمایش‌های اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی biochemical oxygen demand (BOD)، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی chemical oxygen demand (COD) و مصرف پرمنگنات در گذشته به عنوان شاخص‌هایی برای اندازه‌گیری جمعی همه مواد آلی، صرف نظر از ماهیت آنها، استفاده شده‌اند.

چگونه TOC اندازه‌گیری می‌شود؟

گونه‌های کربن و روش‌های تعیین

گونه‌های کربن

به کل مقدار کربن موجود در یک نمونه، “کربن کل” total carbon (TC) گفته می‌شود.

این کربن را می‌توان به دو گروه اصلی، کربن آلی کل total organic carbon (TOC) و کربن معدنی inorganic carbon (IC) تقسیم کرد.

کربن آلی کل را می‌توان به عنوان کربن آلی غیر قابل تصفیه (NPOC) یا کربن آلی قابل تصفیه (POC) نیز طبقه‌بندی کرد.

با توجه به حلالیت مواد آلی در آب، می‌توان بین کربن آلی محلول dissolved organic carbon (DOC)، که موادی هستند که از فیلتری با اندازه منافذ 0.45 میکرومتر عبور می‌کنند، و کربن آلی ذره‌ای تمایز قائل شد.

دو روش اصلی برای تعیین TOC استفاده می‌شود:

روش تفاضلی Difference method: TOC با کم کردن نتایج TC و IC تعیین می‌شود (TOC = TC – IC).

روش مستقیم: TOC با اندازه‌گیری NPOC، به عبارت دیگر TC پس از حذف IC تعیین می‌شود (TOC = NPOC).

اندازه‌گیری IC – inorganic carbon

برای اندازه‌گیری TOC، IC به مجموع کل کربن معدنی موجود اشاره دارد (که در آن CO₂ نشان‌دهنده دی‌اکسید کربن محلول، یون‌های بی‌کربنات HCO₃‾ و یون‌های کربنات CO₃²‾ است).

مقدار دی‌اکسید کربن محلول، یون‌های بی‌کربنات و یون‌های کربنات در آب، طبق عبارت زیر، در تعادلی نگه داشته می‌شوند که به سطح pH آب بستگی دارد.

با کاهش pH، تعادل به سمت چپ نمودار بالا حرکت می‌کند. در pH برابر با ۳ یا کمتر، تقریباً تمام IC به دی اکسید کربن محلول تبدیل می‌شود که به راحتی از آب جدا می‌شود.

بر اساس این اصل، IC با اسیدی کردن نمونه تا pH < 3 و سپس اندازه‌گیری CO₂ استخراج شده از نمونه با جدا کردن با هوای بدون CO₂ اندازه‌گیری می‌شود.

استفاده از روش‌های مستقیم و تفاضلی – Using Direct and Difference Methods

هم روش تفاضلی (TC – IC) و هم روش مستقیم (TOC = NPOC) برای اندازه‌گیری TOC استفاده می‌شوند. با این حال، روش بهینه باید بر اساس ویژگی‌های نمونه انتخاب شود.

روش تفاضلی نیاز به دو آنالیز جداگانه دارد و بنابراین به دلیل انتشار خطا، خطای اندازه‌گیری بیشتری نسبت به روش مستقیم دارد.

 به عنوان یک راهنما، محتوای TOC نمونه نیز باید بیشتر از محتوای IC باشد، در غیر این صورت عدم قطعیت اندازه‌گیری برای هدف آنالیز غیرقابل قبول می‌شود.

برای نمونه‌هایی که مستعد کف کردن هستند یا محتوای فرار قابل توجهی دارند، به عنوان مثال، از روش TC – IC استفاده می‌شود زیرا روش NPOC می‌تواند منجر به از دست رفتن کربن آلی قابل تصفیه (POC) از نمونه‌ها در طول مرحله جداسازی یا به طور کلی به دلیل مواد تشکیل دهنده کف شود.

روش‌های اکسیداسیون TOC

آنالیزورهای TOC، به طور کلی، آنالیزورهای گاز CO₂ با یک مرحله اکسیداسیون بالادستی و سیستم آماده‌سازی نمونه هستند.

 صرف نظر از اینکه از کدام روش تعیین TOC استفاده می‌شود، TOC (همچنین TC) با اکسیداسیون کربن آلی و متعاقباً تعیین مقدار CO₂ حاصل با استفاده از یک آشکارساز مادون قرمز اندازه‌گیری می‌شود.

 روش‌های اکسیداسیون مختلفی برای تبدیل به CO₂ وجود دارد که دو مورد از آنها تثبیت شده‌اند: اکسیداسیون احتراقی و اکسیداسیون مرطوب. combustion oxidation and wet oxidation

روش اکسیداسیون احتراقی Combustion oxidation method

نمونه به یک کوره احتراق با دمای بالا (650 تا 1200 درجه سانتیگراد) تزریق می‌شود تا تمام کربن آلی موجود در نمونه سوزانده شود و به عنوان دی اکسید کربن کاملاً اکسید شده اندازه‌گیری شود.

به دلیل سادگی استفاده از گرما/احتراق به عنوان اصل اکسیداسیون، این روش نیازی به هیچ معرف برای فرآیندهای پیش تصفیه pretreatment یا پس تصفیه posttreatment ندارد.

یکی از ویژگی‌های اصلی این روش، توانایی آن در اکسیداسیون مؤثر مواد کربن آلی است که در غیر این صورت در برابر تجزیه مقاوم هستند، مانند ذرات معلق یا مواد آلی ماکرومولکولی.

 در گذشته، دماهای بالا (1000 درجه سانتیگراد و بیشتر) مورد نیاز بود زیرا اولین ابزارهای TOC از ارتفاع پیک برای ادغام استفاده می‌کردند.

در آنجا، تبدیل به CO₂ باید بسیار سریع باشد تا سیگنال تا حد امکان تیز ثبت شود تا به بهترین وضوح ممکن دست یابد.

دمای احتراق بسیار بالا منجر به تشکیل ذوب نمک در آنالیزور می‌شود که به نوبه خود باعث افزایش نگهداری به دلیل غیرفعال شدن کاتالیزور، خوردگی لوله احتراق و سل آشکارساز می‌شود.

 تداخل نمک روی سل آشکارساز از محصولات نمک مذاب می‌تواند بر کیفیت و دقت داده‌ها تأثیر بگذارد. علاوه بر این، زمان نگهداری به دلیل زمان طولانی‌تر خنک‌سازی و گرم کردن مجدد مورد نیاز به دلیل دمای احتراق بالاتر، افزایش می‌یابد.

شرکت شیمادزو اکسیداسیون کاتالیزوری دمای بالا (HTCO) را در دمای 680 درجه سانتیگراد توسعه داده است.

در حالی که کاتالیزور پلاتین تبدیل کامل تمام اجزای کربن را تضمین می‌کند، دمای احتراق زیر نقاط ذوب نمک‌های رایج است.

بنابراین، مشکلات ناشی از نمک به حداقل می‌رسد در حالی که نرخ بازیابی عالی برای همه اجزای آلی حاصل می‌شود.

اکسیداسیون احتراق TOC را می‌توان به راحتی گسترش داد تا شامل تعیین یک پارامتر جمع اضافی برای نیتروژن، نیتروژن کل متصل (TNb) شود.

روش اکسیداسیون مرطوب Wet Oxidation method

با این روش، یک عامل اکسیدکننده به نمونه‌ها اضافه می‌شود تا کربن موجود در مواد آلی را به صورت شیمیایی تجزیه کند و به صورت دی‌اکسید کربن اندازه‌گیری شود.

 اگرچه می‌توان از گرما (تا 100 درجه سانتیگراد) یا تابش فرابنفش برای پیشبرد واکنش اکسیداسیون استفاده کرد، اما توانایی واکنش شیمیایی برای تجزیه اکسیداتیو ماده ضعیف‌تر از اکسیداسیون احتراقی است که منجر به کاهش نرخ بازیابی کربن از مواد آلی معلق یا سایر ذرات یا مواد پایدار می‌شود.

 با این حال، این روش امکان تزریق مقادیر نسبتاً بیشتری از نمونه را برای رسیدن به محدوده‌های پایین‌تر تشخیص فراهم می‌کند.

به دلیل واکنش اکسیداتیو برتر، روش اکسیداسیون احتراقی معمولاً برای اندازه‌گیری سطح TOC در آب‌های محیطی، پساب کارخانه و نمونه‌های مشابه استفاده می‌شود، که در آن‌ها نمونه‌های آب اغلب حاوی مقادیر زیادی کربن آلی نامحلول هستند.

TOC در آب آشامیدنی

تایید ایمنی آب آشامیدنی عمومی

آب آشامیدنی عمومی با استفاده از تصفیه آب بر اساس کیفیت آب رودخانه، دریاچه، آب‌های زیرزمینی یا سایر منابع آب تأمین می‌شود.

 با این حال، کیفیت آب آشامیدنی عمومی می‌تواند به دلیل تغییرات در کیفیت آب یا میزان استفاده از رودخانه یا دریاچه متفاوت باشد. بنابراین، بررسی منظم ایمنی آب تصفیه شده بسیار مهم است.

گفته می‌شود واکنش‌های بین مواد آلی و مواد ضدعفونی‌کننده مورد استفاده برای تصفیه آب، موادی تولید می‌کنند که برای انسان مضر هستند. بنابراین، اندازه‌گیری TOC در آب آشامیدنی عمومی، شاخص مهمی برای تأیید ایمنی آب آشامیدنی عمومی ارائه می‌دهد.

همچنین گفته می‌شود که سطح TOC بر طعم آب آشامیدنی عمومی تأثیر می‌گذارد، بنابراین می‌توان از آن به عنوان شاخصی برای تعیین میزان طعم خوب آب آشامیدنی عمومی استفاده کرد.

مدیریت تصفیه آب

در تصفیه‌خانه‌های آب از فرآیندهای متنوعی برای حذف میکروارگانیسم‌ها و مواد آلی از آب استفاده می‌شود.

اندازه‌گیری سطح TOC در هر مرحله از فرآیند می‌تواند برای تأیید عملکرد صحیح هر فرآیند استفاده شود. (مقادیر pH و کدورت نیز علاوه بر TOC اندازه‌گیری می‌شوند.) علاوه بر تأیید عملکرد تصفیه آب، اندازه‌گیری TOC می‌تواند به بهینه‌سازی تصفیه آب نیز کمک کند.

تنظیم مقدار مواد شیمیایی مورد استفاده بر اساس مقادیر TOC اندازه‌گیری شده در هر مرحله از فرآیند نیز می‌تواند به کاهش هزینه‌های تصفیه آب کمک کند.

آنالایزر TOC (Total Organic Carbon) بر اساس دو روش اصلی اکسیداسیون انجام می‌شود:

1. اکسیداسیون احتراقی (Combustion Oxidation)
2. اکسیداسیون شیمیایی/تر (مرطوب) (Wet Oxidation)

در ادامه به‌طور کامل تفاوت‌ها، مزایا و معایب، و کاربردهای هر یک از این دو روش شرح داده می‌شود.

1. اصول کاری

2. تفاوت‌های کلیدی
3. کارایی اکسیداسیون
   • احتراقی: تقریباً کامل (>99%) برای همه ترکیبات آلی، حتی سخت‌گذر.
   • مرطوب: برای بسیاری از ترکیبات آلی کارآمد، اما ممکن است برخی ترکیبات مقاوم کمتر اکسیده شوند.
4. حد تشخیص و دقت
   • احتراقی: حد تشخیص پایین‌تر (ppt–ppb)، دقت بالاتر به دلیل اکسیداسیون کامل.
   • مرطوب: حد تشخیص معمولاً در ppb، دقت بسته به کارایی واکنش شیمیایی متغیر است.
5. زمان تحلیل و حجم نمونه
   • احتراقی: زمان سوزاندن کوتاه (۳۰–۶۰ ثانیه)، امکان آنالیز پشت‌سرهم (تا ۶۰ نمونه/ساعت).
   • مرطوب: زمان واکنش شیمیایی طولانی‌تر (۲–۱۰ دقیقه)، throughput پایین‌تر.
6. نگهداری و مصرف مواد
   • احتراقی: نیاز به تعمیر و تعویض کاتالیزور و گاز سوخت، هزینه بالای مصرف گاز.
   • مرطوب: نیاز به خرید مکرر مواد شیمیایی اکسیدکننده و نگهداری منبع UV، ضایعات شیمیایی.
7. انواع نمونه قابل سنجش
   • احتراقی: مناسب برای نمونه‌های آبی، فاز گاز و جامد (بعد از رقیق‌سازی).
   • مرطوب: عمدتاً محلول‌های آبی.
8. ایمنی و محیط زیست
   • احتراقی: عملیات در دما و فشار بالا، خطر نشت گاز قابل احتراق.
   • مرطوب: استفاده از مواد شیمیایی اکسیدکننده قوی که نیاز به مدیریت پسماند دارند.

3. مزایا و معایب

اکسیداسیون احتراقی

• مزایا
  • اکسیداسیون کامل و قابل اعتماد تمامی ترکیبات آلی
  • حد تشخیص بسیار پایین و دقت بالا
  • سرعت بالا و توان آنالیز نمونه زیاد
  • قابلیت آنالیز انواع نمونه (آب، گاز، جامد)
• معایب
  • هزینه اولیه و عملیاتی بالا (گاز سوخت، کاتالیزور)
  • نیاز به تجهیزات مقاوم در برابر دمای بسیار بالا
  • تعمیر و نگهداری تخصصی

اکسیداسیون مرطوب

• مزایا
  • هزینه دستگاه و نگهداری اولیه پایین‌تر
  • مصرف انرژی کمتر (دمای پایین‌تر)
  • ساده‌تر بودن تعمیر و نگهداری
  • مناسب برای آزمایشگاه‌های با حجم کم آنالیز
• معایب
  • کارایی پایین‌تر برای برخی ترکیبات مقاوم
  • حد تشخیص و دقت کمتر نسبت به احتراقی
  • زمان چرخه طولانی‌تر
  • تولید پسماند شیمیایی

4. کاربردها

1. کنترل کیفیت آب آشامیدنی
   • پایش سطح TOC برای اطمینان از حذف کامل آلودگی‌های آلی (هر دو روش).
2. صنایع دارویی و بیوتکنولوژی
   • نظارت بر خلوص آب‌های تزریقی و سیستم‌های توزیع آب (به‌ویژه استانداردهای USP).
3. محیط زیست و فاضلاب
   • اندازه‌گیری کربن آلی محلول در پساب کارخانه‌ها و ایستگاه‌های تصفیه.
4. صنایع غذایی و نوشیدنی
   • کنترل کیفیت آب مصرفی و محصول نهایی.
5. صنایع نیمه‌رسانا و الکترونیک
   • تضمین خلوص آب استفاده شده در فرآیندهای حساس.

5. جمع‌بندی

• انتخاب روش بستگی به نیازهای آزمایشگاه، حجم آنالیز، حد تشخیص مورد نیاز و بودجه دارد.
• برای کارایی و دقت بالا (نیاز به حد تشخیص ppt)، اکسیداسیون احتراقی توصیه می‌شود.
• برای هزینه و نگهداری کم و حجم متوسط آنالیز، اکسیداسیون مرطوب (UV/پراسولفات) گزینه مناسبی است.

سوالات متداول مبانی TOC

TOC چیست؟

TOC یک پارامتر مجموع در آنالیز شیمیایی است. غلظت کل کربن ناشی از ترکیبات آلی در یک مقدار تحلیلی واحد نشان داده می‌شود. “TOC” مخفف total organic carbon ” کربن کل آلی” است.

پارامتر مجموع sum parameter چیست؟

در پارامتر مجموع، ترکیبات مختلف یک گروه ماده یا ترکیباتی با خواص یکسان با هم به صورت یک مجموع (یک مقدار تحلیلی) ثبت می‌شوند.

TOC در چه موادی اندازه‌گیری می‌شود؟

TOC در مایعات، عمدتاً در آب، و همچنین در جامدات مختلف، مانند خاک یا زباله، تعیین می‌شود. این مقدار، معیاری از آلودگی توسط اجزای آلی در ماتریس مربوطه در نظر گرفته می‌شود.

چگونه TOC تعیین می‌شود؟

به طور کلی، ترکیبات آلی به دی اکسید کربن اکسید می‌شوند و CO2 حاصل با یک آشکارساز مناسب شناسایی می‌شود. دو تکنیک اکسیداسیون مختلف ایجاد شده است: اکسیداسیون شیمیایی مرطوب UV و اکسیداسیون احتراق کاتالیزوری. علاوه بر تکنیک‌های مختلف اکسیداسیون، سه روش مختلف تعیین TOC وجود دارد: روش تفاضلی، روش افزایشی و روش مستقیم (که روش NPOC نیز نامیده می‌شود).

اکسیداسیون شیمیایی مرطوب با اشعه ماوراء بنفش چگونه کار می‌کند؟

در اکسیداسیون شیمیایی مرطوب با اشعه ماوراء بنفش، نمونه در یک راکتور در حضور یون‌های پرسولفات در دمای بالا (مثلاً ۸۰ درجه سانتیگراد) تحت تابش نور ماوراء بنفش قرار می‌گیرد. رادیکال‌های OH تشکیل می‌شوند که مواد آلی را به CO2 تبدیل می‌کنند.

اکسیداسیون احتراق کاتالیزوری چگونه کار می‌کند؟

در اکسیداسیون احتراق کاتالیزوری، نمونه در یک اتمسفر حاوی اکسیژن در دماهای بالا (مثلاً 680 درجه سانتیگراد) روی یک کاتالیزور (مثلاً کاتالیزور پلاتین) سوزانده شده و به دی اکسید کربن تبدیل می‌شود.

چگونه CO₂ در آنالیز TOC شناسایی می‌شود؟

رایج‌ترین روش تشخیص برای تشخیص CO2 در آنالیزورهای TOC، تکنیک NDIR (مادون قرمز غیر پراکنده) است. یک آشکارساز NDIR از سه جزء مهم تشکیل شده است:

الف) منبع نوری که نور IR ساطع می‌کند.

ب) سلول اندازه‌گیری که گاز اندازه‌گیری از آن عبور می‌کند.

ج) حسگر اندازه‌گیری.

چرا روش‌های مختلفی برای تعیین TOC وجود دارد؟

هنگام تعیین کربن آلی (TOC)، محتوای کربن معدنی یا باید (به صورت ریاضی) در نظر گرفته شود یا قبل از تعیین حذف شود.

 اگر حذف شود، مثلاً با اسیدی کردن نمونه و سپس گاززدایی (کربنات‌ها و بی‌کربنات‌ها به صورت CO2 خارج می‌شوند)، باید در نظر گرفته شود که مواد آلی به راحتی قابل تصفیه نیز وجود دارند که می‌توانند در طول آماده‌سازی نمونه فرار کنند.

 این منجر به مدل کربن TOC زیر می‌شود:

TC (کربن کل) مجموع ترکیبات کربن آلی (TOC) و معدنی (IC) است (توجه: کربن عنصری در “بخش آلی” در تعیین TOC به عنوان TOC ثبت می‌شود).

TOC مجموع ترکیبات کربن آلی غیر قابل تصفیه non-purgeable organic carbon compounds (NPOC) و ترکیبات کربن آلی قابل تصفیه  purgeable organic carbon compounds (POC) است.

مخفف پارامترها در مدل کربن TOC به چه معناست؟

TC (کربن کل) total carbon : مجموع کربن متصل به مواد آلی و معدنی و کربن عنصری.

IC (کربن معدنی) یا TIC (کربن معدنی کل): مقدار کل کربن حاصل از دی اکسید کربن، مونوکسید کربن، سیانیدها، سیانات‌ها و تیوسیانات‌ها.

آنالیزورهای TOC معمولاً فقط نمک‌های اسید کربنیک (کربنات‌ها و بی‌کربنات‌ها) و CO2 محلول را برای TIC تشخیص می‌دهند.

TOC (کربن آلی کل): مقدار کل کربن آلی در ماتریس محلول یا معلق، و همچنین کربن عنصری، سیانات‌ها و تیوسیانات‌ها.

NPOC (کربن آلی غیر قابل تصفیه) Non-purgeable organic carbon : کربن آلی غیر قابل تصفیه.

POC (کربن آلی قابل تصفیه) Purgeable organic carbon : کربن آلی قابل تصفیه.

روش تفاضلی برای تعیین TOC چگونه کار می‌کند؟

در روش تفاضلی، دو پارامتر مختلف TC و IC به طور جداگانه تعیین می‌شوند.

 TOC با تشکیل تفاضل محاسبه می‌شود: TOC = TC – TIC.

TC: تعیین کل محتوای کربن با اکسیداسیون (حرارتی یا شیمیایی-مرطوب) و تشخیص بعدی دی اکسید کربن حاصل انجام می‌شود.

TIC: تعیین محتوای کربن معدنی با اسیدی کردن نمونه با یک اسید معدنی در دمای اتاق و تشخیص بعدی دی اکسید کربن خارج شده انجام می‌شود.

محدودیت‌های روش تفاضل TOC چیست؟

نسبت کربن معدنی (TIC) در مقایسه با TOC نباید خیلی زیاد باشد. به دلیل انتشار خطا، مقدار TOC محاسبه شده می‌تواند عدم قطعیت خیلی بالایی داشته باشد.

 EN 1484 توصیه می‌کند که هنگام استفاده از روش تفاضل (TOC ≥ TIC)، مقدار TOC باید بزرگتر یا مساوی مقدار IC باشد.

مثال:

محتوای TC = 100 میلی‌گرم در لیتر (RSD = 2%) ± 2 میلی‌گرم در لیتر (98 – 102 میلی‌گرم در لیتر)

محتوای TIC = 98 میلی‌گرم در لیتر (RSD = 2%) ± 1.96 میلی‌گرم در لیتر (96.04 – 99.96 میلی‌گرم در لیتر)

TOC = 2 میلی‌گرم در لیتر ± 3.96 میلی‌گرم در لیتر (-1.96 – 5.96 میلی‌گرم در لیتر)

به دلیل انتشار خطا، خطای کل در این مثال ± 3.96 میلی‌گرم در لیتر است. طبق روش تفاضل، خطای نتیجه کل بیشتر از محتوای TOC محاسبه شده است.

روش افزایشی برای تعیین TOC چگونه کار می‌کند؟

در روش افزایشی، دو پارامتر POC و NPOC به طور جداگانه – یکی پس از دیگری – تعیین می‌شوند. TOC با جمع هر دو نتیجه محاسبه می‌شود: TOC = POC + NPOC.

برای تعیین POC، نمونه اسیدی شده و سپس با یک گاز حامل پاکسازی می‌شود.

در این مرحله، هم CO2 حاصل از کربنات‌ها و بی‌کربنات‌ها و هم مواد آلی قابل پاکسازی (POC) از آن خارج می‌شوند.

 یک تله CO2 (مثلاً پر شده با LiOH) CO2 حاصل از مخلوط گاز (منشأ TIC) را به هم متصل می‌کند و مواد آلی فرار از تله عبور کرده و به کاتالیزور می‌رسند، جایی که به دی اکسید کربن اکسید شده و سپس شناسایی می‌شوند (= POC).

در مرحله بعد، مقداری از نمونه اسیدی شده و پاکسازی شده به کاتالیزور تزریق می‌شود. CO2 حاصل با NPOC مطابقت دارد. مجموع هر دو مقدار غلظت، TOC را می‌دهد.

روش مستقیم یا روش NPOC برای تعیین TOC چگونه کار می‌کند؟

هنگام استفاده از روش مستقیم یا NPOC، فرض بر این است که هیچ مقدار قابل توجهی از ترکیبات آلی فرار یا قابل تصفیه در نمونه وجود ندارد.

 TOC تحت این فرض مستقیماً به عنوان NPOC تعیین می‌شود.

 برای انجام این کار، نمونه با یک اسید معدنی اسیدی شده و گاززدایی می‌شود.

کربنات‌ها و بی‌کربنات‌ها به طور کامل به دی اکسید کربن تبدیل می‌شوند. سپس، دی اکسید کربن توسط یک گاز تصفیه از محلول نمونه خارج می‌شود.

اندازه‌گیری مستقیم NPOC (مانند TC) با اکسیداسیون به CO2 و تشخیص بعدی انجام می‌شود. TOC با NPOC مطابقت دارد: TOC = NPOC.

دمای احتراق چه نقشی در تعیین TOC دارد؟

در طول اکسیداسیون احتراق کاتالیزوری، آب تبخیر می‌شود و برخی از ترکیبات، مانند اجزای نیتروژن و کربن، به ترکیبات گازی تبدیل می‌شوند، در حالی که نمک‌هایی مانند کلریدها یا سولفات‌ها روی کاتالیزور باقی می‌مانند و در آنجا تجمع می‌یابند.

 “نمک‌سوزی salting ” کاتالیزور یا لوله احتراق یکی از رایج‌ترین اختلالات در تجزیه و تحلیل TOC است.

بسته به دمای احتراق، نمک‌ها می‌توانند ذوب شوند و مکان‌های فعال کاتالیزور را مسدود کنند یا به لوله احتراق آسیب برسانند.

 بنابراین، توصیه می‌شود از دماهای احتراق زیر نقاط ذوب نمک‌های رایج (مثلاً 680 درجه سانتیگراد) استفاده شود و اکسیداسیون با یک کاتالیزور بسیار کارآمد (مثلاً پلاتین) ترکیب شود.

تفاوت بین TOC و COD چیست؟

COD نشان دهنده مقدار اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد اکسید شونده است.

در تعیین TOC، غلظت کل کربن حاصل از ترکیبات آلی اندازه گیری می شود.

در معادله واکنش “کربن و اکسیژن با دی اکسید کربن واکنش می دهند”، تفاوت بین TOC و COD را می توان به راحتی نشان داد:

تعیین COD نیز به طور قابل توجهی زمان بر است.

تعیین سه گانه TOC با استفاده از روش NPOC بسته به زمان گاززدایی حدود 10 تا 15 دقیقه طول می کشد. هضم اکسیداتیو COD طبق روش DIN بدون آماده سازی 120 دقیقه طول می کشد.

 علاوه بر این، زمان لازم برای تیتراسیون یا فتومتری نیز وجود دارد.