O que é Carbono Orgânico Total?

O carbono orgânico total (TOC)  mede a quantidade total de carbono ligado a compostos orgânicos presentes em uma amostra de água. Em vez de identificar espécies químicas individuais, o TOC captura a soma de toda a contaminação orgânica em uma medição unificada.

Em aplicações de água de alta pureza nas indústrias farmacêutica, semicondutores e de geração de energia, os contaminantes orgânicos estão presentes apenas em níveis residuais, mas mesmo em concentrações de partes por bilhão podem ter consequências sérias. Esses contaminantes incluem agentes de limpeza residuais de procedimentos clean-in-place (CIP), solventes de processo e materiais lixiviados de tubulações, tanques ou membranas.

Como o TOC não distingue entre tipos de contaminantes, ele funciona como um sinal de espectro amplo. Um aumento no TOC pode indicar uma falha no sistema, uma etapa de purificação defeituosa ou a entrada de substâncias químicas, muitas vezes antes que quaisquer efeitos visíveis se tornem aparentes. Para indústrias onde a pureza da água está diretamente ligada à qualidade do produto e à conformidade regulatória, o TOC é um parâmetro fundamental de monitoramento.

TOC é obtido subtraindo-se o Carbono Inorgânico Total do Carbono Total:

TOC = TC − TIC

Na prática, isso é feito medindo ambas as frações e subtraindo uma da outra. Os analisadores on-line de TOC da METTLER TOLEDO realizam isso por meio da condutividade diferencial, uma abordagem altamente sensível, adequada para as medições ultra-traço exigidas em aplicações de água de alta pureza.

Uma abordagem alternativa, o método NPOC, remove o carbono inorgânico por acidificação e purga antes de medir diretamente a fração orgânica remanescente.

Saiba mais sobre cálculos de TOC: Entendendo os Cálculos de Carbono Orgânico Total.

O TOC não é o único método usado para avaliar a contaminação orgânica na água. Compreender como ele se compara a outros indicadores ajuda a esclarecer por que é a escolha preferida em aplicações de alta pureza.

Em aplicações de água de alta pureza, o TOC é o parâmetro preferido porque é significativamente mais rápido e preciso do que qualquer alternativa. O teste de DBO requer um período de incubação de até cinco dias, e o teste de DQO envolve produtos químicos perigosos e pode levar várias horas.

O TOC, por outro lado, pode ser medido continuamente e em tempo real, tornando-o muito mais adequado às exigências do controle de processo em ambientes farmacêuticos, semicondutores e de geração de energia.

O princípio da medição de TOC é consistente em todos os métodos: compostos orgânicos em uma amostra de água são oxidados para torná-los detectáveis. No entanto, os resultados químicos e os métodos de detecção variam dependendo da técnica utilizada.

Os métodos baseados em combustão usam calor intenso para decompor compostos orgânicos em subprodutos gasosos, principalmente CO₂. A concentração desses gases recém-formados é então medida para determinar a massa total de carbono na amostra. Embora eficaz para amostras de concentração mais alta, essa abordagem é menos adequada para as medições em partes por bilhão exigidas em aplicações farmacêuticas, semicondutores e de geração de energia.

Saiba mais sobre cada abordagem em nosso guia sobre Métodos de Análise de Carbono Orgânico Total (TOC).

Os limites de TOC variam dependendo da indústria e da aplicação. Na fabricação farmacêutica, eles são formalmente regulados por órgãos farmacopéicos, enquanto nas aplicações de semicondutores e geração de energia são orientados por normas da indústria e melhores práticas.

A remoção e controle eficazes de TOC normalmente envolvem múltiplas etapas de tratamento, cada uma visando a contaminação orgânica em diferentes pontos do processo de purificação: