TOC-Bestimmung in Salzsäure

Zu einer der großen Gruppen der häufig eingesetzten anorganischen Chemikalien in der chemischen Industrie gehören die Säuren, insbesondere konzentrierte Salzsäure. Die Bestimmung des TOC in konzentrierter Salzsäure stellt eine enorme Anforderung an die eingesetzten Analysatoren dar.

Saure Herausforderung

Die große Herausforderung hierbei ist es, Schutzmechanismen zu entwickeln, um die Geräte und ihre Komponenten zu schonen sowie Schaden durch die Säuredämpfe abzuwenden. Hier bietet die TOC-L Serie mehrere Gaswäscher, die auf unterschiedlichste Weise entstehendes Chlorgas in der Flusslinie des Systems bindet und somit eliminiert.

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TOC-L CPH mit OCT-L

Eine weitere Herausforderung ist es, eine stabile und reproduzierbare Oxidation zu erzielen, so dass keine schwankenden oder stark auslaufenden Peaks (Tailing) gemessen werden. Darüber hinaus sollen die Messwerte über einen größeren Messzeitraum stabil bleiben.

Normalerweise kann man die zu untersuchende Substanz in hohem Maße verdünnen, um die Matrixprobleme zu eliminieren, doch manchmal ist es notwendig, geringe Nachweisgrenzen (bezogen auf eine 37 %ige Salzsäure) von 1 mg/l zu erreichen.

TOC-Messmethode

Die 37%ige Salzsäure wird manuell 1:2 mit Wasser verdünnt, so dass eine 18,5%ige Salzsäure entsteht.

Die Kalibrierung erfolgt im Bereich von 0,5 – 10mg/L. Die automatische Verdünnungsfunktion des Analysengeräts erstellt diese Kalibrierung automatisch aus einer einzigen Stammlösung. Die Injektionsmenge entspricht 150 μl. Für den Fall, dass die TOCKontamination der Salzsäure den Messbereich der Kalibrierung überschreitet, wird die Salzsäure durch die automatische Verdünnungsfunktion des Analysators in den Messbereich gebracht.

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Abb.2 Mehrpunktkalibration mit Verdünnungsfunktion

Überprüfung der Messmethode

Nach der Kalibrierung wurde der TOC-Gehalt der konzentrierten Salzsäure bestimmt. Summenparameter – Total Organic Carbon TOC –Bestimmung in Salzsäure SCA-130-301 Um die Matrixeinflüsse zu untersuchen wurde die 18,5 % Salzsäure anschließend mit einer Kaliumhydrogenphtalat-Lösung um 5 ppm TOC aufgestockt (Abb. 3 und Tab. 1).

Abbildung 3 und Tabelle 1 zeigen die Ergebnisse der Einzelmessungen der Salzsäure sowie die Messungen der aufgestockten Salzsäure

 

Tabelle 1: TOC-Gehalt der 18,5%-igen Salzsäure in mg/l

TOC_Salzsäure_03
Abb.3: Messergebnisse der original und dotierten Salzsäurelösung
Injektionundotiertdotiert mit 5 ppm TOC
14,90110,46
24,85810,24
34,9110,39
44,71610,64
54,72810,28
64,73910,35
74,96610,34
84,7110,36
94,66210,42
104,73310,33
114,65910,11
124,62510,27
134,55210,06
Mittelwert4,7510,33
Standardabweichung0,120,15
Standardabweichung in %2,61,4

Langzeitstabilität

 

Um die Langzeitstabilität der Methode zu untersuchen, wurde die 37%ige Salzsäure erneut 1:2 mit Wasser verdünnt und 76-Mal injiziert (150 μl). Die Relative Standardabweichung über alle Messungen liegt bei 3,4 %. Die folgende Grafik zeigt den TOC-Verlauf der Salzsäure-Injektionen (Abb. 4).

Zwischen den einzelnen Salzsäure- Injektionen wurden abwechselnd Blindwerte und Standards (10 ppm) gemessen (je 4 von 5 Injektionen).

Abb.4: Ergebnisse des Langzeittests (oben)
Abbildung 5: Sequenz einer Salzsäuremessung, Abwechselnd werden Salzsäureproben, Blindwerte und Standards (10 mg/l) gemessen.

 

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Empfohlene Geräte / Ausstattung

  • TOC-LCPH mit normal sensitiven Katalysator (ohne Glasfaserwatte unten im Kat-Rohr)
  • B-Type-Scrubber mit SnCl2-Lösung
  • Kupferkugel-Scrubber mit pH-Papier
  • Überbrückung des Blank-Check-Gefäßes
  • Ersatz der Phosphorsäure (IC-Gefäß) gegen Wasser
  • OCT-L

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