Sali di bismuto comuni nell'acqua: idrolisi e trattamento
I sali di bismuto che entrano nell'acqua non rimangono necessariamente sotto forma dei composti indicati sull'etichetta di un prodotto o in un registro di processo. Per gli ingegneri del trattamento delle acque e gli operatori degli impianti, la distinzione è importante: il bismuto disciolto, le particelle fini e i solidi sedimentabili possono comportarsi diversamente durante il campionamento e il trattamento. Questa pagina descrive alcuni composti rappresentativi del bismuto(III), il loro comportamento nell'acqua e gli aspetti pratici da considerare nella valutazione di un flusso d'acqua. Per informazioni più generali sull'elemento, consulta la pagina sul bismuto.
Sali di bismuto rappresentativi e comportamento nell'acqua
I composti riportati di seguito illustrano diversi materiali di partenza e prodotti; non costituiscono una classifica della loro abbondanza nell'acqua. Il nome di un composto di partenza non identifica, da solo, le specie del bismuto presenti dopo il contatto con l'acqua.
| Composto | Formula | Rilevanza nell'acqua |
|---|---|---|
| Cloruro di bismuto(III) | BiCl3 | Può idrolizzarsi a contatto con l'acqua o in seguito a diluizione, formando ossicloruro di bismuto e una soluzione acida. |
| Nitrato di bismuto(III) pentaidrato | Bi(NO3)3·5H2O | Si decompone in acqua non acidificata; le specie di bismuto risultanti dipendono dalle condizioni della soluzione. |
| Ossicloruro di bismuto | BiOCl | Un sale basico e un possibile prodotto dell'idrolisi che può essere presente in fase particolata. |
Idrolisi, acidità e frazioni disciolte
La dissoluzione e l'idrolisi non sono lo stesso processo. Un sale può rilasciare bismuto nell'acqua mentre il bismuto(III) reagisce contemporaneamente con l'acqua, producendo specie idrolizzate o una fase solida. La diluizione di una soluzione acida può quindi modificare la quantità misurata come bismuto disciolto, anziché limitarsi a ridurre la concentrazione di ogni specie in proporzione all'acqua aggiunta. L'acidità influisce su questi equilibri, perciò non si deve presumere che le osservazioni effettuate a un dato pH valgano anche a un altro.
Anche altre sostanze disciolte possono modificare la frazione apparentemente disciolta. In particolare, gli acidi idrossicarbossilici possono aumentare la solubilità dei composti del bismuto. La presenza di queste sostanze complessanti è rilevante nell'interpretazione di un risultato alto o basso relativo alla frazione disciolta; la sola identità del sale di partenza non consente di prevedere la ripartizione finale tra acqua e solidi.
Campionamento e presentazione dei risultati
Specificare se un risultato rappresenta una frazione filtrata definita operativamente oppure il bismuto totale in un campione non filtrato, e documentare i metodi di preparazione e filtrazione. Un risultato ottenuto dopo filtrazione non identifica le singole specie disciolte e può includere materiale di dimensioni inferiori alla soglia di separazione del filtro. I solidi sospesi e le particelle fini possono influire sul confronto. Registrare il punto di campionamento e le condizioni dell'acqua pertinenti, incluso il pH, poiché l'equilibrio tra forme disciolte e particolate può cambiare quando l'acqua viene miscelata, diluita o trattata.
Distinguere inoltre la concentrazione in massa di un sale specifico da un risultato espresso in mg/L come Bi. Per un sale puro, la conversione in massa di bismuto si basa sulla frazione della massa formula del composto attribuibile al Bi; nel caso del nitrato pentaidrato, tale massa formula comprende le acque di cristallizzazione. In un campione d'acqua contenente più specie, un risultato analitico espresso come Bi non permette di stabilire quale sale fosse originariamente presente.
Trattamento e residui
La valutazione del trattamento deve considerare sia il bismuto disciolto sia le particelle contenenti bismuto. La separazione dei solidi, per esempio mediante sedimentazione o filtrazione, può rimuovere il materiale particolato, mentre per le frazioni disciolte può essere necessario valutare condizioni che ne favoriscano la cattura prima della separazione. Prove di laboratorio o specifiche per il sito possono determinare come risponde la matrice acquosa effettiva e se l'approccio scelto soddisfa gli obiettivi di trattamento del sito. Tutti i solidi raccolti e i materiali di trattamento esausti devono essere caratterizzati e gestiti come residui secondo le prescrizioni applicabili; il trasferimento del bismuto dall'acqua a un residuo non ne comporta la distruzione.
Riferimenti
- Royal Society of Chemistry: bismuto.
- American Chemical Society: nitrato di bismuto pentaidrato.
- Ricerca sugli acidi idrossicarbossilici e sulla solubilità dei composti del bismuto.