DE2362773A1 - Vorrichtung und verfahren zur bestimmung von organisch gebundenem kohlenstoff in wasser durch photochemische oxidation - Google Patents
Vorrichtung und verfahren zur bestimmung von organisch gebundenem kohlenstoff in wasser durch photochemische oxidationInfo
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Description
NACHQEREICHT
Dr. Michael Hann 14. Dezember 1973
63 Gießen . -
Ludwigstraße 67 '
Professor Dr. Heinrich Sontheimer, Karlsruhe und Dipl.-Chem
Peter Wolfel, Karlsruhe
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG VON ORGANISCH GEBUNDENEM KOHLENSTOFF IN X-JASSER DURCH PHOTOCHEMISCHE
OXIDATION ·
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser- durch photochemische Oxidation.
Bei den bisher bekannten Geräten, zur Bestimmung von .
organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser erfolgt eine quantitative Oxidation der organischen Wasserinhaltsstoffe
zu Kohlendioxid. Diese Oxidation wird entweder durch thermische
Verbrennung oder auf chemischem Weg in Form einer Naßoxidation durchgeführt. Das entstehende Kohlendioxid wird
durch einen Sauerstoff- bzw. Luftstrom in einen angeschlossenen Infrarotspektrographen überführt und dort quantitativ gemessen
oder mit einer chemischen Methode bestimmt.
Bei Verfahren, welche die organische Substanz bei 600 bis 900 C zu CO~ verbrennen, wird die Probe, entweder diskon-
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tinuierlich in Mengen von 10 - 200 u,l eingespritzt oder
kontinuierlich in die Verbrennungsapparatur eingetropft.
• Die Leistungsfähigkeit der Einspritzmethode ist dadurch begrenzt, daß nur kleine Probemengen eingesetzt
werden können und sich die Adsorptionsbedingungen für das CO9 nach dem Einspritzvorgang durch den Wechsel von
trockenem Sauerstoffstrom zum wasserdampfhaltigen Gasgemisch
an den Innenwänden der Apparatur ändern. Die Folge davon ist eine Adsorption von CO« - Spuren an den
Innenwänden der Apparatur während der Trockenlaufzeiten und eine teilweise Verdrängung des adsorbierten CO2
während der Messzeiten, wodurch das verdrängte CO9 vom Gasstrom mitgenommen und im Analysator mitgemessen wird. Es
wird somit ein Gehalt an organischen Stoffen in der Wasserprobe vorgetäuscht, der in Wirklichkeit gar nicht vorhanden
ist.
Außerdem muß bei der Einspritzmethode der anorganisch gebundene Kohlenstoff, wie er in allen natürlichen Wässern
in Form von CO2, HCO3 und CO3 vorliegt, vor der eigentlichen
Messung des organisch gebundenen Kohlenstoffs in jeder Probe durch Ansäuern und Ausgasen des gebildeten CO9
mit Luft oder einem anderen Gas entfernt werden. Dabei werden jedoch flüchtige organische Stoffe ebenfalls mit ausgetrieben,
so daß sie der Messung verlorengehen.·
Ein Teil dieser Schwierigkeiten lässt sich vermeiden, wenn man die Probe nicht einspritzt, sondern kontinuierlich
zutropft. Hierdurch werden vor allem die Messgenauig-
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keit und die Empfindlichkeit verbessert. Durch ein entsprechendes
Zusatzgerät lässt sich dabei auch eine automatische Probendosierung erreichen.
Die Leistungsfähigkeit der mit thermischer Verbrennung
arbeitenden Apparaturen wird aber durch folgende Faktorei
ibegrenzt:
1. Es lässt sich nur eine bestimmte Wassermenge pro Zeiteinheit
verdampfen,: da sonst die Druckstösse in der
Apparatur beim Einspritzverfahren zu groß werden bzw.
der Verbrennungsteil bei einer kontinuierlichen Verfahrensweise
zu stark abgekühlt wird und die Verbrennung infolgedessen nur unvollständig verläuft.
Dadurch Xtfird eine untere Erfassungsgrenze festgelegt.
2. Die Analyse stark saurer Wasser ist nicht möglich, weil
anorganische-Säuren bei 600 - 9OO0C teilweise zersetze
werden. Die Zersetzungsprodukte führen zu agressivan Nebeln, welche die Küvetten des Infrarotanalysators
verunreinigen und nach.einiger Zeit unbrauchbar machen.
3. Die in natürlichen Wässern enthaltenen anorganischen
Salze verbleiben im Verbrennungsteil. Das kann aufwendige
Reinigungen bzw. eine Erneuerung des Verbrer„_ungs·
teils der Apparatur zur Folge haben. Sublimationsfa- .,-^e
Salze, wie z.B. Ammoniumverbindungen führen zu Abl„o_-
rungen hinter dem Verbrennungsteil der Apparatur.
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4. Bei allen thermischen, insbesondee jedoch bei den
kontinuierliclvarbeitenden Verfahren ist die "Anfahrzeit"
der Apparatur unverhältnismäßig lang. Das bedeutet, daß es sich kaum lohnt, die Anlage wegen 5
oder 10 Proben in Gang zu setzen. Wenn nur wenige Proben pro Tag anfallen, erschwert' dieser Umstand
die Verwendung solcher Messverfahren.
Die Verfahren, bei denen die organische Substanz auf chemischem Wege zu CO2 oxidiert wird und bei denen als
Oxidationsmittel hauptsächlich Kaliumdichromat oder
Peroxodisulfate mit entsprechenden Katalysatoren verwendet
werden, haben gegenüber den thermischen den Vorteil, daß sich im Reaktionsteil der Apparatur keine
anorganischen Salze ablagern können, weil für jede Probe eine frische Oxidationslösung verwendet wird. Fon
Nachteil ist es jedoch, daß die zur Nassoxidation verwendeten Chemikalien oft nur schwer absolut frei von
organischen Substanzen herzustellen sind. Dadurch,sowia durch die unvollständige Oxidation bei zu großer Verdünnung
ergibt sich auch bei diesen Verfahren eine untere Nachweisgr:enze, welche die Erfassung sehr niedriger Konzentrationen
unmöglich macht.
Aufgabe dieser Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung und eines Verfahrens mit deren Hilfe einerseits
die beschriebenen Nachteile der genannten Verfahren ver-
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mieden und andererseits sowohl die Vorteile der thermischen
Verbrennung, d.h. sauberes Arbeiten ohne agressive Reagenzien und geringe Betriebskosten durch Wegfall
teurer Chemikalien, als auch die Vorteile der chemischen
Naßoxidation, d.h. geringe Zeit zum Anfahren der Apparatur und keine Bildung von anorganischen Ablagerungen im Reaktionsteil·
der Apparatur, erzielt werden sollen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Vorrichtung
und ein Verfahren gelöst, bei denen die Oxidation der im Wasser vorhandenen organischen Stoffe durch photochemische
Oxidation unter Einfluß des UV-Lichts einer Quecksilberdampflampe erfolgt. Gegenstand der Erfindung ist deshalb
eine Vorrichtung zur Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser durch Oxidation organischer
Substanzen, welche gekennzeichnet ist durch ein Betrahlungsgefäß mit einem Kühlmantel; zur Aufnähme einer Wasserprobe,
einer in diesem Gefäß im wesentlichen zentral angeordneten Quecksilberdampflampe, einer Öffnung zum Einführen der Wasserprobe
in das Bestrahlungsgefäß, einem im unteren Teil des Bestrahlungsgefäßes angeordneten Trittenboden, Mitteln zur
Einführung des Sauerstoffs in das Bestrahlungsgefäß unterhalb
des Frittenbodens und Mitteln zur Abführung und Bestimmung des durch Oxidation der organischen Substanzen gebildeten
Kohlendioxids.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Bestimmu-.-r
von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser durch Oxidation organischer Substanzen, Austreibung und Bestimmung des ge-
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bildeten Kohlendioxids in einem Gasanalysator, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß die photochemische Oxidation durch Sauerstoff in einem Bestrahlungsgefäß
unter Einwirkung von UV-Licht einer Quecksilberdampflampe
erfolgt, wobei das entstandene Kohlendioxid ausgetrieben und in üblicher Weise bestimmt wird.
Der Aufbau und die Arbeitsweise der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung werden anhand der Abbildungen
eingehender erläutert.
Die Abbildung 1 zeigt die vollständige Vorrichtung gemäß
der Erfindung.
Die Abbildungen 2 und 3 geben zwei zusätzliche Variation
möglichkeiten dieser Vorrichtung wieder.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß
'der Erfindung, welche auch in dem Verfahren Verwendung
findet, besteht aus einem Bestrahlungsgefäß 1, das mit einem Kühlmantel 2 umgeben ist. Dieser Kühlmantel wird
ebenso wie ein derartiger, der bevorzugt für die Kühlung einer in diesem Gefäß 1 im wesentlichen zentral angeordneten
Quecksilberdampflampe 7 vorgesehen ist, von Wasser durchströmt, welches mittels eines Thermostats
auf einer Temperatur zwischen 30 und 50 C, vorzugsweise von etwa 40 G gehalten wird. Dadurch bleibt einerseits
die Temperatur des Wasser im Reakt ions gefäß, die ohne
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Thermostatisierung nach längerer Bestrahlungszeit bis zum
■Siedepunkt steigen würde, konstant, und andererseits wird der Brenner der Quecksilberdampflampe, vorzugsweise einer
Niederdruck-Quecksilberdampflampe, auf der für die UV-Lampe optimalen Arbeitstemperatur gehalten.
Durch den Ablaßhahn 4 wird gelegentlich Wasser aus dem Bestrahlungsgefäß 1 abgelassen, weil dort der Wasserspiegel
durch Zugabe von Proben ansteigen kann.
Das mit konzentrierter Phosphorsäure oder konzentriereer
Schwefelsäure vorzugsweise auf einen pH-Wert unterhalb von 4,5 , besonders bevorzugt auf einem pH-Wert gleich oder
kleiner als 2 eingestellte Wasser im Reaktionsgefäß wird
kontinuierlich von Sauerstoff durchströmt, der durch den Frittenboden 3 in.das Gefäß gelangt. Hierdurch ist eine
ausreichende Durchmischung des Wassers mit Sauerstoff gewährleistet. Der Sauerstoff wird vorher durch Trockentürca
mit Kieselgel 13 und Natronasbest 14 von Feuchtigkeit und Kohlendioxid befreit und mittels eines Nadelventils l5 und:
eines Strömungsmessers 16 auf eine konstante Strömungsge- ι
schwindigkeit gebracht. Nachdem der Gasstrom das Wasser im Reaktionsgefäß wieder verlassen hat, gelangt er durch den
Kühler 6 in den Rohrofen 8. Der Kühler 6 ist vorzugsweise
mit Glasspiralen, Raschigringen oder ähnlichem Material gefüllt und hat die Aufgabe, die dem Gasstrom anhaftende
Feuchtigkeit zu kondensieren. Der Kühler ist bevorzugt so angeordnet, daß das sich bildende Kondensat in die
Apparatur zurückfließt. Der Rohrofen 8 ist mit einem Quarzrohr
versehen, welches mit Quarzstücken gefüllt ist, auf die ein Platinkatalysator aufgebracht ist. Er hat einerseits die
Aufgabe, das Ozon zu zerstören, welches durch Bestrahlung des Sauerstoffs entstanden ist und dient andererseits dazu, die
flüchtigen organischen Stoffe vollständig zu CO2 zu oxidieren.
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Nachdem der Gasstrom den Rohrofen passiert hat, gelangt er durch eine Sicherheitswasehflasche 9 in die mit Schwefelsäure
gefüllte Waschflasche 10. Hier wird dem Gas der letzte .Rest der Feuchtigkeit entzogen, bevor es in einen Gasanalysator
11, bevorzugt in einen Infrarot-Gasariälysator gelangt.
Für die Durchführung einer Analyse führt man eine Wasserprobe beispielsweise mit einer Spritze bei ausgeschalteter
UV-Lampe durch die Einspritzöffnung 5 ein. Dabei gelangt die Probe ohne Verzögerung in das stark saure, kohlenstoffreie
Wasser des Bestrahlungsapparates, wo sie durch den Sauerstoffstrom
von anorganischem Kohlendioxid befreit wird. Dieser Vorgang ist abgeschlossen, wenn der Schreiber des am Xnfrarot-Gasanalysators
11 angeschlossenen KompensationsSchreibers
12 auf der Null-Linie angelangt ist. Erst jetzt wird die UV-Lampe eingeschaltet. Durch die Einwirkung der UV-Strahlen in Gegenwart von Sauerstoff werden alle gelösten organischen Verbindungen
oxidiert und als Kohlendioxid auf dem Schreiber 12 registriert. Hat der Schreiber wieder die Null-Linie erreicht,
so sind sämtliche organische Stoffe oxidiert worden, und die UV-Lampe kann ausgeschaltet werden.
Während der Oxidation hat der Infrarot-Gasanalysator 11
kontinuierlich die zu jedem Zeitpunkt im Trägergas, z.B.
im Sauerstoff, vorliegende Konzentration an Kohlendioxid analysiert, so daß auf dem angeschlossenen Schreiber 12 eine
Kurve erscheint, deren Fläche direkt proportional der .aus dem Kohlenstoff der Proben entstandenen C09-Menge ist. Verwendet
man einen Schreiber mit Integrator, so gibt dieser besagte Fläche unter der Kurve in Skalenteilen an. In Ver-
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bindung mit einer Eichkurve, die man sich beispielsweise
durch Oxidation einer Oxalsäurelösung bekannten Kohlenstoff gehaltes hergestellt hat, lässt sich der Gehalt an
organischem Kohlenstoff, ermitteln. Die Eichung kann auch
direkt über die Kohlendioxidmessung erfolgen.
Die pro Analyse aufzuwendende Zeit lässt sich verkürzen, wenn man die Entfernung des anorganisch gebundenen Kohlenstoffs
nicht erst im Bestrahlungsgefäß, sondern in bekannter Weise schon vorher durchführt. Hierzu wird die Probe mit konzentrierter
Phosphorsäure oder Schwefelsäure auf einen pH-Wert unterhalb von 4,5 angesäuert und ca,15 bis 20 Minuten begast,
bis sie frei von Kohlendioxid ist. Die Begasung kann sowohl mit Sauerstoff als auchmit Luft durchgeführt werden.
Diese Luftbehandlung lässt sich allerdings nicht anwenden,
wenn das zu untersuchende Wasser flüchtige organische Verbindungen
enthält, da diese beim Begasen zusammen mit dem Kohlendioxid aus anorganisch gebundenem Kohlenstoff entfernt
werden. Will man die flüchtigen organischen Verbindungen neben nicht-fluchtigen und anorganisch gebundenem Kohlenstoff
mitbestimmen, muss man von jeder Probe eine dreifache Kohlenstoffbestimmung
durchführen. Dazu wird bei ausgeschalteter Lampe eine Probe eingespritzt. Durch den Gasstrom werden das
CO« aus anorganisch gebundenem Kohlenstoff und die flüchtigen '.
organischen Stoffe ausgetrieben. Beim Passieren des Rohrofens werden die flüchtigen organischen Stoffe zu CO2 oxidiert. Auf
diese Weise erhält man die Summe aus CO« des anorganisch gebundenen
Kohlenstoffs und CO2 der flüchtigen organischen Stoffe.
Ist der Schreiber auf der. Nullinie angelangt, wird die UV-Lampe eingeschaltet, und die nicht-fluchtigen organischen Verbindungen
werden im Gefäß 1 in Gegenwart von Sauerstoff zu CO.
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- ίο -
Man erhält so den Kohlenstoffgehalt der gelösten, nicht-flüchtigen
organischen Substanzen sowie die Summe aus dem Kohlenstoffgehalt der flüchtigen organischen Substanzen und anorganisch
gebundenem Kohlenstoff.
Durch eine weitere Bestimmung wird das CO2 des anorganisch
gebundenen Kohlenstoffs extra ermittelt. Im Gegensatz zur ersten Doppel-Bestimmung wird der Gasstrom jetzt nicht direkt vom Gefäß
1 zum Kühler 6 und weiter zum Rohrofen 8 geführt, sondern, wie aus Abb. 2 ersichtlich, mittels eines Dreiwegehahns 17,
durch ein Belüftungsgefäß 18. In dieses Gefäß wird durch die Einspritzöffnung 20 eine Probe eingespritzt. Aus dem Tropftrichter
19 läßt man jetzt einige Tropfen konz. HCl zutropfen.
Der mit anorganischen C0~ und flüchtigen organischen Stoffen beladene Gasstrom gelangt unter Umgehung des Rohrofens 8 in
das Infrarotmeßgerät, wo nur das anorganische C0? registriert
wird. Subtrahiert ;man jetzt das anorganische C0„ von der Summe
aus anorganischen CO2 und flüchtigen organischen Stoffen, die
man durch die erste Doppelmessung erhalten hat, so erhält man den Kohlenstoffgehalt der flüchtigen organischen Stoffe.
Sollen die flüchtigen organischen Stoffe nicht gesondert bestimmt werden, so kann man bei der ersten Messung die Probe von
Anfang an belichten. Man erhält dann die Summe des Kohlenstoffgehalts von flüchtigen und nicht-flucht igen organischer. Stoffen
und anorganischen CO«. Subtraktion des anorganischen CO2
aus der zweiten Bestimmung ergibt dann die Summe des Kohlenstoffgehalts
von flüchtigen und nicht-fluchtigen organischen
Substanzen.
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Als Oxidationsmittel wird bei der Erfindung bevorzugt Sauerstoff aus einer handelsüblichen O^-Stahlflasche benutzt.
Anstelle von Sauerstoff lassen sich jedoch auch sauerstoffhaltige Gasmischungen, insbesondere Luft verwenden,
die mit einer entsprechenden Pumpe 21 in das Bestrahlungsgefäß 1 gepumpt wird, wobei zwischen Pumpe 21
und Trockenturm 13 ein Filter 22, vorzugsweise ein Aktivkohlefilter:;
geschaltet ist, um die organischen Luftverunreinigungen zurückzuhalten. In Abbildung 3 wird eine .
derartige Anordnung wiedergegeben.
Als UV-Lampe hat sich besonders eine Quecksilber-Niederdruckdampf lampe bewährt, die eine Strahlung
si
mit den Wellenlängen X1 = 254 ma und X 2 = 185 nm
abgibt, wodurch eine schnell verlaufende, vollständige
photochemisehe Oxidation bewirkt wird.
Die UV-Lampe hat in der Regel eine Leistung von
Entsprechend ihrer photochemischen Oxidierbarkeit
werden unterschiedliche organische Substanzen verschieden schnell zu Kohlendioxid oxidiert. Dies gestattet,
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus dem zeitlichen Verlauf der GO^-Entstehung auch Aussagen
über die Art der organischen Substanzen zu treffen. Durch Vergleichsmessungen mit bekannten Wässern wird dabei
eine qualitative Aussage erhalten.
Die Erfindung ermöglicht eine fehlerfreie Bestimmung
von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser unter Vermeidung der beschriebenen Mängel von sowohl der thermischen
Verbrennung als auch der chemischen Naßoxidation..
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Die Messempfindlichkeit liegt bei Verwendung eines handelsüblichen Gasanalysators mit einem Messbereich
von 0 bis 30 ppm Kohlendioxid und eines Bestrahlungsgefäßes mit ca.l Liter Wasserinhalt bei 0,001 mg/1
Kohlenstoff. Dadurch wird die Analyse von Proben möglich, deren Kohlenstoffgehalt bisher nicht mehr bestimmbar
war. Vorteilhalt ist neben der hohen Empfindlichkeit
insbesondere der unkomplizierte Aufbau der Apparatur und die schnelle Betriebsbereitschaft. Der Verzicht
auf.hohe Temperaturen und gefährliche Chemikalien bedingt ferner eine einfache Bedienung und eine geringe
Reparaturanfal1igke it.
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Bezugszeichenliste
| 1 | Bestrahlungsgefäß |
| 2 | Kühlmantel |
| 3- | Frittenboden |
| 4 | Ablaßhahn ■ |
| 5 - | Sinspritzöffnung |
| 6 | Kühler |
| 7 | Niederdruck-Quecksilberdampflampe |
| 8 | Rohrofen |
| 9 · | S icherhe it swas chflasehe |
| 10 | Waschflasche |
| 11 | Infrarot-Gasanalysator |
| 12 | Schreiber, Registriergerät |
| 13 | Kieselgel-Trockenturm |
| 14 | Natronasbest-Trockeriturm |
| 15 | Nadelventil |
| 16 | Strömungsmesser |
| 17 | Dreiwegehahn |
| 18 | Belüftungsgefäß |
| 19 . | Tropftrichter. . . |
| 20 | Einspritzöffnung |
| 21 | Pumpe |
| 22 | Aktivkohlefilter |
509825/0900
Claims (5)
- Patentansprüche■1Λ Vorrichtung zur Bestimmung Von organisch gebundenem ^-— Kohlenstoff in Wasser durch Oxidation organischer.. Substanzen mit Sauerstoff, gekennzeichnet durch ein Bestrahlungsgefäß (1) mit einem Kühlmantel (2), zur Aufnahme der Wasserprobe, einer in diesem Gefäß im wesentlichen zentral angeordneten Quecksilberdampflampe (7), einer Öffnung (5) zum Einführen der Wasserprobe in das Bestrahlungsgefäß, einem im unteren Teil des Bestrahlungsgefäßes angeordneten Frittenboden (3), Mitteln (13 - 16) zur Einführung des Sauerstoffs in das Bestrahlungsgefäß unterhalb' des Frittenbodens und Mitteln (6 - 12) zur Abführung und Bestimmung des durch Oxidation der organischen Substanzen gebildeten Kohlendioxids.
- 2. Verfahren zur Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser durch Oxidation organischer Substanzen,· Austreibung und Bestimmung des gebildeten Kohlendioxids in einem Gasanalysator, dadurch gekennz e ichne t, daß die photochemische Oxidation durch Sauerstoff in einem Bestrählungsgefäß unter Einwirkung von UV-Licht einer Quecksilberdampflampe erfolgt, wobei das entstandene Kohlendioxid ausgetrieben und in üblicher Weise bestimmt wird.509825/09 0 0
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Niederdruck-Quecksilberdampflampe, die eine Strahlung mit den Wellenlängen λ = 254 nm und Λ = 185 nm abgibt,zur schnell verlaufenden,vollständigen photochemischen Oxidation verwendet wird.
- 4« Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die photochemische Oxidation bei Temperaturen zwischen 30 und 50 C erfolgt.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein·von flüchtigen und nicht-fluchtigen organischen Substanzen sowie anorganisch gebundenem Kohlenstoff eine dreifache Bestimmung des Kohlenstoffs durchgeführt wird.509825/0900
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732362773 DE2362773C2 (de) | 1973-12-17 | 1973-12-17 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser durch photochemische Oxidation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732362773 DE2362773C2 (de) | 1973-12-17 | 1973-12-17 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser durch photochemische Oxidation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2362773A1 true DE2362773A1 (de) | 1975-06-19 |
| DE2362773C2 DE2362773C2 (de) | 1982-12-30 |
Family
ID=5901061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19732362773 Expired DE2362773C2 (de) | 1973-12-17 | 1973-12-17 | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser durch photochemische Oxidation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2362773C2 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2603752A1 (de) * | 1975-02-06 | 1976-08-19 | Sybron Corp | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von organisch gebundenem kohlenstoff in wasser oder waessrigen loesungen |
| WO2005064329A1 (de) * | 2003-12-22 | 2005-07-14 | Lar Analytik & Umweltmesstechnik Gmbh | Verfahren und anordnung zur bestimmung von wasserinhaltsstoffen |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1498687A1 (de) * | 1962-10-22 | 1969-01-16 | Dow Chemical Co | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlegehaltes eines waessrigen System |
| DE2116148A1 (en) * | 1971-04-02 | 1972-10-05 | Huels Chemische Werke Ag | Continuous automatic carbon analyser - partic for control of org matter in water |
-
1973
- 1973-12-17 DE DE19732362773 patent/DE2362773C2/de not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1498687A1 (de) * | 1962-10-22 | 1969-01-16 | Dow Chemical Co | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlegehaltes eines waessrigen System |
| DE2116148A1 (en) * | 1971-04-02 | 1972-10-05 | Huels Chemische Werke Ag | Continuous automatic carbon analyser - partic for control of org matter in water |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2603752A1 (de) * | 1975-02-06 | 1976-08-19 | Sybron Corp | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von organisch gebundenem kohlenstoff in wasser oder waessrigen loesungen |
| WO2005064329A1 (de) * | 2003-12-22 | 2005-07-14 | Lar Analytik & Umweltmesstechnik Gmbh | Verfahren und anordnung zur bestimmung von wasserinhaltsstoffen |
| US7803631B2 (en) | 2003-12-22 | 2010-09-28 | Lar Process Analysers Ag | Process and arrangement for determining water content |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2362773C2 (de) | 1982-12-30 |
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