Total Organic Carbon Analyzer [PDF]

Citation preview

Total Organic Carbon (TOC) Analyzer Total Organic Carbon (TOC) adalah jumlah karbon yang menempel/ terkandung didalam senyawa organik dan digunakan sebagai salah satu indikator kualitas air (air bersih maupun air limbah). Karbon yang terkandung pada media terdiri dari dua jenis, yaitu Organic Carbon (OC) dan Inorganic Carbon (IC). Sistem pengukuran karbon yang ada hingga saat ini adalah dengan cara merubah carbon menjadi CO2, baru kemudian mengukur kadar CO2 tersebut sebagai representasi dari kadar karbon yang ada. Yang diukur sebenarnya adalah semua unsur karbon yang ada dalam sampel (total carbon/TC) tanpa membedakan apakah itu OC atau IC. Terdapat dua cara pengukuran TOC, yaitu pengukuran secara langsung (direct measurement) dan pengukuran tidak langsung (indirect measurement). Pengukuran langsung (direct measurement) Pada pengukuran langsung, mula-mula komponen IC dihilangkan terlebih dahulu dengan cara memberi senyawa asam ke sampel (acidification) kemudian gas hasil reaksi antara IC dan asam dibuang ke udara. Selanjutnya sampel yang sudah bersih dari komponen IC dioksidasi (Oxidation) untuk merubah karbon menjadi CO2, lalu CO2 tersebut diukur sebagai NPOC (Non Purgeable Organic Carbon), yang adalah TOC. Pengukuran tidak langsung (indirect measurement) Sedangkan pada pengukuran tidak langsung, yang diukur adalah TC dan IC, kemudian mengurangkan IC dari TC untuk mendapatkan TOC (TOC = TC-IC). Proses pengukuran tidak langsung yaitu mula-mula sampel dibagi menjadi 2 bagian. Setengah bagian pertama diberi senyawa asam, sehingga semua komponen IC bereaksi dengan asam tersebut untuk membentuk CO2. Setengah bagian kedua kemudian dioksidasi untuk merubah karbon menjadi CO2. CO2 hasil dari kedua proses tersebut kemudian diukur untuk mendapatkan IC dan TC.



Prinsip Secara umum, pengukuran TOC dilakukan dalam 3 tahap, yaitu: 1) Acidification; 2) Oxidation; dan 3) Detection. 1) Acidification Pada tahap ini, komponen IC dirubah kebentuk gas (CO 2), kemudian gas ini dialirkan ke detector untuk diukur (pada metoda tidak langsung) atau dibuang ke udara (pada metoda langsung). 2) Oxidation Yaitu proses oksidasi karbon pada sampel menjadi CO2. Terdapat beberapa tipe oksidasi, yaitu: 1) High Temperature Combustion; 2) High temperature catalytic (HTCO) oxidation; 3) Photo-oxidation alone; 4) Photo-chemical oxidation; 5) Thermo-chemical oxidation; dan 6) Electrolytic Oxidation. a. High Temperature Combustion: Sampel dibakar/ dipanaskan pada temperatur 1350oC. Pada kondisi ini, semua karbon yang ada diubah menjadi CO 2, dialirkan melalui Scrubber untuk menghilangkan gas klorin dan uap air, kemudian dialirkan ke detector untuk diukur (umumnya menggunakan NDIR detector). b. HTCO: Sampel dimasukan kedalam katalis Platinum pada suhu 680oC, sehingga menghasilkan gas CO2, yang kemudian diukur oleh detector (umumnya NDIR).



c. Photo-Oxidation (UV Light): Sinar UV digunakan untuk mengoksidasi carbon dalam sampel untuk menghasilkan CO2, kemudian CO2 ini dialirkan ke detector untuk diukur. d. Photo-Chemical Oxidation: Sinar Sinar UV dan Chemical (senyawa persulfate) digunakan untuk mengoksidasi karbon dalam sampel untuk menghasilkan CO 2, kemudian CO2 ini dialirkan ke detector untuk diukur. e. Thermo-Chemical Oxidation: Metoda ini sering disebut juga sebagai Heated Persulfate, menggunakan senyawa Persulfat yang dipanaskan untuk mengoksidasi karbon sehingga menghasilkan CO2. f. Electrolytic Oxidation: Pada metoda ini, sampel dimasukan ke elekrolit sehingga komponen carbon dalam sampel dirubah menjadi gas CO2. 3) Detection Ada 2 jenis detector yang biasa digunakan, yaitu Conductivity dan Non-Dispersive Infrared (NDIR). a. Conductivity Prinsip kerjanya adalah mengukur conductivity sampel sebelum dan sesudah oksidasi. Perbedaan kedua pengukuran tersebut sebanding dengan TOC yang ada di sampel. Mengapa demikian? Penjelasannya adalah sebagai berikut: selama proses oksidasi akan terbentuk CO2 yang sebanding dengan TOC dalam sampel. Larutan CO2 akan membentuk asam lemah sehingga mengubah conductivity sampel. Jadi perbedaan conductivity tersebut sebanding dengan CO2 atau TOC dalam sampel. Ada dua jenis Conductivity detector, yaitu Direct conductivity dan Membrane conductivity. - Direct conductivity  lebih murah, sederhana, tidak menggunakan carrier gas, baik untuk range ppb, range pengukurannya sempit - Membrane conductivity  lebih robust, range pengukurannya lebih lebar.



b. NDIR Tidak seperti pada Conductivity yang mengukur perbedaan conductivity, pada NDIR, kandungan CO2 diukur secara langsung. Detector NDIR lebih presisi, range pengukurannya juga lebih lebar.