TOC Evaluation of Ammonia Solution

Význam tématu

Ammoniak se uplatňuje v široké škále odvětví včetně čisticích prostředků, kosmetiky, farmacie, úpravy odpadních vod a spalných plynů a v poslední době také jako perspektivní palivo pro dekarbonizaci. V těchto aplikacích je klíčová vysoká čistota roztoků a neustálé sledování organických nečistot a obsahu rozpuštěného CO2.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované aplikace bylo ověřit možnost přímého stanovení obsahu celkového organického uhlíku (TOC) v 2% roztoku amoniaku bez nutnosti předchozího ředění a zároveň kvantifikovat rozpuštěný oxid uhličitý prostřednictvím stanovení anorganického uhlíku (IC). Studie zahrnovala přípravu vzorků s různými přídavky standardního organického uhlíku a následnou analýzu pomocí metody TC minus IC.

Použitá metodika

Vzorky byly připraveny naředěním 25% amoniaku na koncentraci 2 % a přídavkem standardních TOC koncentrací 1, 5 a 10 mgC/L pomocí vodného roztoku kationt vodíku ftalátu. Měření spočívalo v:

• Určení celkového uhlíku (TC) a anorganického uhlíku (IC) ve vzorku
• Výpočtu TOC odečtením IC od TC
• Provádění 3 opakování pro každý vzorek, v případě překročení stanovených limitů SD a CV až 5 opakování
• Dvoubodové kalibraci: TC pomocí 0 a 20 mgC/L ftalátu, IC pomocí 0 a 20 mgC/L karbonátů

Použitá instrumentace

• Shimadzu TOC-LCPH analyzátor celkového organického uhlíku
• Automatický vzorkovač ASI-L
• Standardní katalytický modul pro oxidaci organického uhlíku

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza 2% amoniakového roztoku bez přídavku prokázala nízkou úroveň TOC (~0,06 mgC/L). Při přídavcích 1, 5 a 10 mgC/L byly naměřené hodnoty TOC v průměru 1,11; 5,07 a 9,83 mgC/L, což odpovídá vysoké návratnosti (98–111 %) a potvrzuje přesnost metody. Lineární závislost mezi přidaným a naměřeným TOC s korelačním koeficientem 0,9999 podtrhuje výbornou lineární odezvu přístroje.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost přímého měření TOC v koncentraci až 1 mgC/L bez ředění
• Kvantifikace rozpuštěného CO2 pomocí stanovení IC
• Rychlá a automatizovaná analýza více vzorků
• Využití v průmyslové kontrole kvality a výzkumu amoniakových roztoků

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodologie pro vyšší koncentrace amoniaku s vhodnou předúpravou vzorků, integrace inline monitoringu v provozech a nasazení v oblasti vývoje amoniakových paliv. Dále je perspektivní propojování s nástroji pro datovou analýzu a automatizované řízení procesů.

Závěr

Studie potvrdila, že analyzátor Shimadzu TOC-L umožňuje spolehlivé a citlivé stanovení TOC v 2% amoniakovém roztoku do hodnoty 1 mgC/L a současně kvantifikaci CO2 prostřednictvím IC. Metoda poskytuje rychlý, přesný a automatizovatelný postup pro kontrolu organických nečistot v aplikacích vyžadujících vysokou čistotu.

Reference

• Du J. TOC Evaluation of Ammonia Solution. Shimadzu Application News. 01-00502-EN, First Edition, Mar. 2023.