¿Qué son los Analizadores de Carbono total (TOC)?

Gran parte de los sólidos en suspensión y de los sólidos filtrables de las aguas residuales de concentración media son de naturaleza orgánica. Los compuestos orgánicos están formados normalmente por combinaciones de carbono, hidrógeno y oxígeno, con la presencia, en determinados casos, de nitrógeno. También pueden estar presentes otros elementos cono azufre, fósforo o hierro. Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en el agua residual son las proteínas (40-60%), hidratos de carbono (25-50%) y grasas y aceites ( 10%).

Es posible medir el contenido de materia orgánica en las aguas residuales, para determinar el tipo de tratamiento que requieren. Para aguas negras, que tienen una composición más o menos constante, se emplea la cantidad de carbono presente en las mismas, ya sea directamente, midiendo el carbono orgánico total, COT, o TOC en inglés, o indirectamente, midiendo la capacidad reductora del carbono existente en dichas aguas. Estas últimas son la Demanda Química de Oxígeno, DQO, y la Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO.

Estas técnicas permiten determinar la cantidad de materia orgánica presente en el agua contaminada.

La demanda de oxígeno de un agua residual es la cantidad de oxígeno que es consumido por las sustancias contaminantes que están en ese agua durante un cierto tiempo, ya sean sustancias contaminantes orgánicas o inorgánicas. Las técnicas basadas en el consumo de oxígeno son la demanda química de oxígeno, DQO, la demanda bioquímica del oxígeno (DBO) y el carbono orgánico total, COT o TOC.

La Demanda Química de Oxígeno, DQO, es la cantidad de oxígeno en mg/l consumido en la oxidación de las sustancias reductoras que están en el agua. Se emplean oxidantes químicos, como el dicromato potásico. El ensayo de la DQO se emplea para medir el contenido de materia orgánica tanto de las aguas naturales como de las residuales. En el ensayo, se emplea un agente químico fuertemente oxidante en medio ácido para la determinación del equivalente de oxígeno de la materia orgánica que puede oxidarse.

La Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO, es la cantidad de oxígeno en mg/l necesaria para descomponer la materia orgánica presente mediante acción de los microorganismos aerobios presentes en el agua. Normalmente se emplea la DBO 5 , que mide el oxígeno consumido por los microorganismos en cinco días. Resulta el parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado. La determinación del mismo está relacionada con la medición del oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica.

Para medir el TOC o COT, Carbono Orgánico Total, se emplean aparatos que usan la oxidación en fase gaseosa. Se inyecta una cantidad conocida de muestra en un horno de alta temperatura. En presencia de un catalizador, el carbono orgánico se oxida a anhídrido carbónico, la producción de la cual se mide cuantitativamente con un analizador de infrarrojos.

La aireación y la acidificación de la muestra antes del análisis elimina los posibles errores debidos a la presencia de carbono inorgánico.

Si se conoce la presencia de compuestos orgánicos volátiles en la muestra, se suprime la aireación para evitar su separación.

El ensayo puede realizarse en muy poco tiempo, y su uso se está extendiendo muy rápidamente. No obstante, algunos compuestos orgánicos presentes pueden no oxidarse, lo cual conducirá a valores medidos del COT ligeramente inferiores a las cantidades realmente presentes en la muestra.

Hay dos métodos de medición de TOC. Uno es el método diferencial y el otro es el método directo.

En el método diferencial se mide tanto el Carbono total (TC) como el Carbono Inorgánico (CI) de forma separada y el Carbono Orgánico total (TOC) se calcula restando al TC el CI. Este método es útil en muestras en que el CI es menor al TOC o al menos de tamaño similar.

En el método directo el CI es removido de la muestra purgando la muestra acidificada con un gas purificador y después el TOC se determina midiendo el TC e igualándolo al TOC. Este método también se conoce como NPOC (Non-purgeable Organic Carbon) dado que el POC (Purgeable Organic Carbon) como el benceno, tolueno, ciclohexano o cloroformo puede ser removido de la muestra.

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El ácido tartárico, cremor tártaro o crema tártara, es un polvo cristalino blanco. Químicamente es el tartrato o tartarato ácido de potasio, KC4H5O6, la sal ácida de la sal de potasio de ácido tartárico.

El ácido tartárico es un ácido carboxílico. Su fórmula es: HOOC-CHOH-CHOH-COOH. Contiene, por tanto, dos grupos carboxílicos y dos grupos alcohol en una cadena de hidrocarburo lineal de longitud cuatro.

Este ácido, que se encuentra en muchas plantas, era ya conocido por los griegos y los romanos y se encuentra en la naturaleza en forma de tartrato de hidrógeno y potasio en el zumo de la uva. Fue aislado por primera vez el año 1769 por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele.

Se utiliza también, a escala industrial, en la preparación de bebidas efervescentes. En algunas de sus formas, el ácido tartárico se usa como condimento para la comida. También se utiliza en fotografía y barnices y una variante conocida como sal de Rochelle constituye uno suave laxante.

Aplicaciones del Ácido tartárico

Industria Alimentaria Uno de los múltiples sectores de utilización es en la industria alimentaria como acidificante y conservante natural, emulsionante en panadería, ingrediente para la levadura, bizcocho, caramelo, gelatina, mermelada y bebidas gaseosas.

Industria Farmacéutica Se utiliza para la preparación de antibióticos, píldoras y pastillas efervescentes, medicina para las cardiopatías y compuestos terapéuticos que combaten el SIDA.

Industria Construcción Se utiliza como retardante del fraguado del yeso y el cemento.

Industria Enológica En este sector el Ácido Tartárico es utilizado como acidificante para Vino, Mosto y derivados.

Industria Química Producto reactivo de laboratorio, galvanotécnia, fotografía, para preparación de tártaros y como secuestrante de iónes metálicos.

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Eficiente método de detección del Carbono Orgánico Total

Cerca del 75% de los sólidos en suspensión y del 40% de los sólidos filtrables de un agua residual de concentración media son de naturaleza orgánica. Son sólidos que provienen de animales y plantas, así como de las actividades humanas relacionadas con la síntesis de compuestos orgánicos.

Los compuestos orgánicos están formados normalmente por combinaciones de carbono, hidrógeno y oxígeno, con la presencia, en determinados casos, de nitrógeno. También pueden estar presentes otros elementos cono azufre, fósforo o hierro.

El carbono puede estar presente tanto en forma inorgánica como orgánica. Sólo el TOC es de relevancia. El Carbono Orgánico Total (TOC), se determina mediante la oxidación del carbono orgánico que está presente en la muestra. Bajo las condiciones del ensayo el carbono forma dióxido de carbono, el cual difunde a través de una membrana para llegar a una solución indicadora. El cambio de color de dicho indicador es evaluado fotométricamente. El TOC es calculado mediante la diferencia entre el Carbono Total y el Carbono inorgánico Total (método de diferencia).

Para medir el TOC se emplean aparatos que usan la oxidación en fase gaseosa. Se inyecta una cantidad conocida de muestra en un horno de alta temperatura. En presencia de un catalizador, el carbono orgánico se oxida a anhídrido carbónico, la producción de la cual se mide cuantitativamente con un analizador de infrarrojos. La aireación y la acidificación de la muestra antes del análisis elimina los posibles errores debidos a la presencia de carbono inorgánico. Si se conoce la presencia de compuestos orgánicos volátiles en la muestra, se suprime la aireación para evitar su separación. El ensayo puede realizarse en muy poco tiempo, y su uso se está extendiendo muy rápidamente. No obstante, algunos compuestos orgánicos presentes pueden no oxidarse, lo cual conducirá a valores medidos del TOC ligeramente inferiores a las cantidades realmente presentes en la muestra.

El método de detección de TOC conductimétrico de membrana de ha demostrado ser una técnica extremadamente confiable para medir el TOC. La tecnología de Sievers utiliza una membrana de gas permeable donde pasa solo el CO2 producido por la oxidación de orgánicos. Evitando que los ácidos, las bases, y los compuestos halogenados interfieran con la medida del CO2 de la oxidación, el método conductímétrico de membrana da selectividad, sensibilidad, estabilidad, exactitud y precisión incomparables.

GE Analytical Instruments diseñó el analizador en línea para TOC Sievers 500 RL TOC para librar el riesgo de la capacidad de manejo de la producción en piso. El analizador en línea de TOC 500 RL se basa en el método de detección conductimétrico de membrana, proporcionando garantía de calidad continua, en línea para agua grado farmacéutico, reduciendo considerablemente el tiempo muerto y eliminando los retrasos y costos asociados con los análisis del laboratorio. El 500 RL también mide conductividad USP, y ayuda a asegurar que las aguas del producto resuelvan los requisitos de calidad durante el funcionamiento de toda la producción.

T5DC S. A. de C. V., es una empresa experta en el mercado farmacéutico. Con 25 años de experiencia, se encuentran dedicados a la representación, comercialización y soporte técnico de cuatro líneas extranjeras especializadas en productos para la industria farmacéutica. Una de las líneas que maneja es precisamente la de Sievers, líder mundial en el diseño y fabricación de equipos analizadores de TOC que cumplen con pruebas exigidas para determinar la pureza del agua, control de sistemas críticos y validación de limpieza de acuerdo a las farmacopeas internacionales.

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