Analisador Elementar para Determinação das Concentrações de Halogênios Orgânicos Adsorvidos - AOX-400

O método permite determinar o teor de compostos de Iodo, Bromo e Organoclorados, em amostras sólidas e líquidas que podem ser adsorvidas em carvão ativado. A etapa analítica inclui a decomposição da amostra a uma temperatura de 950 °C, e posterior titulação argentométrica dos halogênios liberados em uma célula microcoulométrica.

Quase todos os halogênios orgânicos são bem adsorvidos pelo carvão ativado. O grau de absorção dependerá da natureza química da molécula adsorvida, e do comprimento da cadeia da parte orgânica. O processo reverso, dessorção, também é influenciado por vários fatores:

• Volume da amostra;
• Quantidade de carvão ativado, etc..

No entanto, quaisquer compostos contendo halogênios, incluindo os inorgânicos, podem ser adsorvidos na superfície do carvão.

Como a parte Orgânica é separada da Inorgânica?
Os halogênios inorgânicos são geralmente altamente solúveis em água, e podem ser removidos do carvão ativado por lavagem, mas a solução de lavagem altera a capacidade de absorção do adsorvente, o que deve ser levado em consideração na análise. Todos esses recursos são fornecidos no mais recente Analisador de Halogênios Orgânicos AOX-400 fabricado pela Nittoseiko Analytech (Japão).

Princípio de funcionamento do Analisador AOX-400

A análise de compostos organohalógenos adsorvidos inclui 4 etapas:

• Preparação da amostra (diluição, filtração).                            
• Adsorção de halogênios por carvão ativado de três maneiras (agitação, passagem por coluna ou extração).
• Lavagem da amostra, para remover haletos inorgânicos, com uma solução aquosa de NaNO3.
• Determinação do teor de halogênios orgânicos, por método de decomposição seguido de análise microcoulométrica.

Preparação de amostra para o método AOX

Esta etapa envolve a limpeza da amostra de impurezas mecânicas desnecessárias. Se a análise for realizada na fase líquida, então, se necessário, a amostra pode ser diluída para levar a sua concentração ao nível requerido (limite de detecção quantitativa - 300 µg/l).

Como ocorre a adsorção?

Existem três abordagens para aplicar uma amostra ao carvão ativado:

• Método de agitação da amostra juntamente com carvão ativado.
• Método de passagem da amostra por uma coluna de carvão ativado.
• Extração em fase sólida (SPE), especialmente adequada para trabalhar com amostras líquidas contendo grandes quantidades de haletos inorgânicos.

Método de agitação

A amostra é colocada em um frasco cônico, junto com carvão ativado, num agitador para obter a máxima absorção de compostos contendo halogênio pelo adsorvente.

As amostras são então passadas por um filtro a vácuo, onde frits especiais são instalados como elemento filtrante. A camada filtrada é lavada com solução de nitrato de sódio, eliminando os sais inorgânicos da amostra.

Como resultado, apenas uma camada de carvão ativado com halogênios orgânicos adsorvidos permanece no filtro. Essas amostras, juntamente com o frit, são transferidas para uma instalação analítica, onde são decompostas em alta temperatura e analisadas por microcoulometria.

O analisador AOX-400 pode ser equipado com um sistema de alimentação automática de 30 frits.
Método de Coluna

Neste método de extração de halogênios, a amostra é passada através de uma coluna cheia de carvão ativado e depois lavada com solução de NaNO3 para remover sais inorgânicos.

O processo de adsorção é automatizado e ocorre em uma unidade especial TXA-04, projetada para processar cinco amostras simultaneamente.

Para decompor a amostra, a coluna com o adsorvente e a amostra são colocadas em uma estufa. Para grande quantidade de amostras, o fabricante oferece um alimentador de injeção SI-400 adicional, e um carrossel de 60 colunas.

AOX-400 com bandeja de amostras e injetor para injeção direta de colunas AOX

Método de Extração
Este método de adsorção é semelhante ao método da coluna, mas permite a análise de amostras com alto teor de sais inorgânicos. Para separar a fração inorgânica, a amostra diluída é passada através de uma resina polimérica, na qual todos os compostos contendo halogênios são adsorvidos. A parte inorgânica é lavada com uma solução de nitrato de sódio e os halogênios orgânicos são removidos com metanol. De acordo com a ISO 9562, os compostos organohalógenos do extrato resultante, são então adsorvidos com carvão ativado, usando os métodos mencionados anteriormente. Porém, o alimentador automático SI-400 permite que as frações de metanol resultantes sejam introduzidas diretamente no forno, o que simplifica bastante a análise.

AOX-400 com bandeja de amostras e injetor para determinação de EOX
Após a extração em fase sólida, as amostras são dispensadas em frascos de 2 ml e colocadas em um Amostrador Automático. O carrossel foi projetado para 40 frascos. No amostrador automático SI-400 é instalada uma agulha, com a qual uma alíquota é selecionada e introduzida no forno, para decomposição e posterior análise.

Sistema de digestão de amostras
Após a adsorção, a amostra é submetida à decomposição térmica em forno vertical à temperatura de 950 °C. O ar ambiente é utilizado como gás oxidante, sendo aspirado pelo sistema, por meio de uma bomba de vácuo, evitando vazamentos de gás. A combustão de halogênios orgânicos no tubo de pirólise produz dióxido de carbono, água e ácidos halogênios. A concentração deste último pode ser determinada por coulometria argentométrica.

DETALHES DO FUNCIONAMENTO:

Unidade de titulação microcoulométrica

A análise é realizada em célula titulométrica, utilizando ácido acético glacial como eletrólito.
A quantidade de cloro envolvida na reação, é equivalente à quantidade de prata formada durante o processo de eletrólise. E a quantidade de eletricidade gasta durante a reação é proporcional ao número de cátions de prata gerados.

HCl + Ag+ → H+ + AgCl (titulação)

Ag → Ag+ + e- (eletrólise)

Você precisa entender que, os cálculos do teor de halogênios são realizados com base na quantidade de cloro, o que significa que se houver brometos e iodetos na amostra, os resultados serão superestimados, o que está claramente afirmado em GOST R 54263-2010 e ISO 9562.

AOX-400 - Software

Vantagens de determinar o conteúdo de compostos organohalógenos adsorvidos usando o analisador AOX-400:

• É igualmente fácil trabalhar com amostras sólidas e líquidas;
• O ar ambiente pode ser utilizado como agente oxidante;
• O vazamento da fase gasosa é impossível devido ao uso de vácuo em vez de pressão positiva para movimentar o fluxo de gás.

Documentos regulamentares que regem a análise pelo método AOX
O método está totalmente EM CONFORMIDADE com os requisitos das normas internacionais:

• ISO 9562;
• DIN EN 1485;
• EPA 9020;
• DIN 38414 parte 18.

Unidade de fornecimento de ar AIR-20

O sistema AIR-200 fornece ar, às unidades AOX-400 e AOX-200, necessário para a combustão dos halogênios orgânicos adsorvidos. Com esta unidade, não há necessidade de conectar uma fonte adicional de oxigênio aos analisadores.

Unidade de adsorção de coluna TXA-04

O TXA-04 foi projetado para automatizar o processo de aplicação de uma amostra em carvão ativado, usando o método da coluna AOX. Permite adsorção de halogênios e lavagem da parte inorgânica de cinco amostras simultaneamente.