Общий органический углерод (Сорг.)

Определение органического углерода основано на определении выделившегося при его окислении СО₂.Окисление органического углерода можно проводить одним из двух способов:

1. Сухое сжигание органических веществ в токе кислорода над катализатором (окись меди) при 900^оС.

2. Мокрое окисление, например, бихроматом калия K₂Cr₂O₇ в кислой среде или персульфатом K₂S₂O₈ с использованием катализатора.

Оба способа обеспечивают интенсивное окисление и получение сравнимых результатов при анализе вод различных типов.

Процесс мокрого окисления протекает по схеме:

2 Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ + 6 = 2 Cr³⁺ + 7 H₂O

3 C^o – 4 +2 H₂O = CO₂ + 4 H___________

2 Cr₂O₇^2- + 16 H⁺ + 3 C^o = 4 Cr³⁺ + 3 CO₂ + 8 H₂O

Для ускорения реакции «мокрого» окисления в качестве катализатора используют Ag₂SO₄.

Определению мешают неорганический связанный углерод, находящийся в карбонатах, и растворенная СО₂. Их удаляют при сухом сжигании продуванием смеси при рН 4,6 – 4,8 током кислорода или при мокром окислении выстаиванием пробы с кислым раствором K₂Cr₂O₇ без нагревания. При этом окисляются все неогранические соединения, а СО₂ удаляется током воздуха.

Углекислый газ, образовавшийся при разложении органических веществ, определяют методом ИК-спектроскопии или, после каталитического гидрирования на Ni-катализаторе до метана, определяют хроматографически с пламенно-ионизационным детектором.

Определение выделившегося CO² можно производить и химически: гравиметрически после поглощения аскаритом (асбест, пропитанный NaOH) или титриметрически после поглощения KOH или Ba(OH)₂:

CO₂ + H₂O = H₂CO₃; H₂CO₃ + KOH = KHCO₃ + H₂O

Образовавшийся HCO₃^- титруют кислотой до рН 4,3.

Ba(OH)₂ + CO₂ = BaCO₃ + H₂O

BaCO₃ титруют кислотой по фенолфталеину.

Существуют и автоматические анализаторы, непрерывно регистрирующие содержание органического углерода в потоке воды. Принцип работы их в следующем: проба воды выпаривается и сжигается при t = 1000^оС в токе воздуха в присутствии катализатора. Для определения образующейся СО₂ используют разные методы, например, изменение теплопроводности газа, но чаще всего определение заканчивают ИКС методом в упрощенном приборе, т.к. измеряют только пик образующейся СО₂.

Описанными методами определяется только углерод органических веществ, а водород и др. элементы не определяются. Поэтому получение количественных данных о содержании органических веществ возможно лишь, если известен их элементный состав.

Если качественный состав органической части пробы воды мало изменяется, то легко найти соотношение между средней молярной массой этих веществ и содержанием органического углерода, и таким образом получить коэффициент для пересчета содержания органического углерода на количество органических веществ, выраженное в мг/л. Для сточных вод пищевой промышленности, бытовых сточных вод и других, в которых органические вещества представлены в основном углеводами, белками и продуктами их распада, этот коэффициент можно принять равным 2,4 – 2,5. Для сточных вод, прошедших биохимическую очистку, для сточных вод химических и др. промышленных производств эти коэффициенты могут сильно различаться. Поэтому их определяют индивидуально для каждого типа вод.

Кроме того, по значению общего органического углерода нельзя получить точных сведений о предполагаемом потреблении кислорода на их полное окисление, т.к. для этого нужно еще иметь данные о содержании водорода в органических веществах, который тоже будет окисляться, и о кислороде, который входит в состав молекул этих веществ.