Sali di iridio selezionati nell'acqua: speciazione e trattamento
L'iridio può entrare nei sistemi idrici industriali attraverso materiali specialistici, prodotti chimici di processo o residui. I composti elencati di seguito sono reagenti di iridio selezionati, non un elenco delle specie comunemente presenti nelle acque naturali. Per una panoramica dell'elemento, vedere la pagina sull'iridio. Nella valutazione di un flusso contenente iridio, gli ingegneri devono distinguere il reagente aggiunto dalle forme chimiche presenti dopo il contatto con l'acqua.
Per un quadro più ampio della chimica e del trattamento, vedere la pagina sull'iridio nell'acqua.
Composti selezionati contenenti cloruro
| Composto | Formula | Classificazione e nota relativa all'acqua |
|---|---|---|
| Cloruro di iridio(III) idrato | IrCl3·xH2O | Cloruro di iridio(III) idrato; il valore di x può variare. |
| Esacloroiridato(III) di potassio idrato | K3[IrCl6]·xH2O | Sale di potassio contenente un complesso di iridio(III) coordinato da ligandi cloruro. Il prodotto idrato citato è descritto come solubile in acqua. |
| Esacloroiridato(IV) di idrogeno idrato | H2[IrCl6]·xH2O | Acido correlato contenente un complesso di iridio(IV) coordinato da ligandi cloruro; non è un sale neutro. |
Queste formule identificano i composti forniti, non le loro concentrazioni misurate né le forme effettivamente presenti in un campione d'acqua. In particolare, un'indicazione di solubilità relativa a un prodotto idrato non deve essere applicata a una forma anidra e non si deve presumere un unico valore numerico di solubilità per tutti i cloruri o i cloroiridati di iridio.
Solubilità in acqua
Il catalogo dei composti di metalli preziosi Alfa Aesar descrive il proprio cloruro di iridio(III) idrato come solubile in acqua, ma il proprio cloruro di iridio(III) anidro come insolubile in acqua. Queste descrizioni qualitative dei prodotti non sono limiti numerici di saturazione. Verificare il prodotto esatto, lo stato di idratazione, la temperatura e la composizione della soluzione prima di preparare una soluzione o valutare un flusso di rifiuti. Un reagente iniziale solubile in acqua non garantisce che tutto l'iridio rimanga disciolto dopo la diluizione o il trattamento.
Speciazione dopo la diluizione
I ligandi cloruro e lo stato di ossidazione dell'iridio influenzano le specie che possono essere presenti. La diluizione e la composizione dell'acqua ricevente possono modificare l'equilibrio tra complessi disciolti e altre forme. Di conseguenza, la sola formula nominale di un sale o di un acido aggiunto non consente di stabilire quali specie di iridio rimangano in soluzione. L'identificazione delle singole specie richiede un metodo analitico adatto a tale scopo; il solo risultato relativo all'iridio totale non può fornire questa risposta.
Valutazione delle misure e del trattamento
Specificare se una concentrazione riportata è espressa in mg/L come Ir oppure in mg/L di composto. Si tratta di basi di massa diverse e un contenuto variabile di acqua di idratazione complica ulteriormente la conversione dalla massa del reagente pesato alla concentrazione del composto. Le misure sul campione totale e su quello filtrato possono aiutare a distinguere frazioni definite operativamente, ma nessuna delle due dimostra l'identità di un complesso disciolto o di una particella trattenuta.
La valutazione del trattamento deve considerare la forma misurata e l'effettiva matrice acquosa. Le fasi di rimozione delle particelle possono essere pertinenti quando l'iridio è associato a solidi rimovibili; i complessi disciolti richiedono una valutazione separata delle opzioni idonee di rimozione o separazione. Non si può presumere che le prestazioni delle membrane e delle resine a scambio ionico siano identiche per tutte le concentrazioni di cloruro, gli stati di ossidazione e le condizioni operative. Nel confronto tra le opzioni di trattamento, includere i solidi catturati e gli eventuali flussi di concentrato nel bilancio di massa dell'iridio.
Concentrazione: mg/L come Ir rispetto a mg/L di reagente
Utilizzando il peso atomico standard della CIAAW di 192,217 per l'iridio, 1 mmol/L di iridio corrisponde a 192,217 mg/L come Ir. Per un composto di composizione nota, moltiplicare la sua concentrazione in mg/L per la frazione massica di iridio: il numero di atomi di Ir per unità di formula moltiplicato per 192,217, diviso per la massa molare del composto in g/mol. Includere l'acqua di cristallizzazione nel calcolo della massa molare.
Per gli idrati a composizione variabile come IrCl3·xH2O, utilizzare la frazione massica di iridio certificata per il lotto, se disponibile. A solo titolo di esempio di calcolo, un reagente certificato con un contenuto di Ir del 40,0% apporterebbe 40,0 mg/L come Ir se si aggiungessero 100 mg di reagente per litro di miscela finale. Si tratta di un apporto di massa, non di una prova della completa dissoluzione. Il valore ipotizzato del 40,0% non è una specifica di alcun prodotto nella tabella.
Rimozione e concentrazione ai fini del recupero
La rimozione dall'acqua trattata trasferisce l'iridio a un altro flusso, a meno che non venga recuperato come materiale separato. Misurare l'iridio nell'alimentazione, nell'acqua trattata, nei solidi, nei materiali di trattamento esausti e nei concentrati per valutare il bilancio di massa. Per un flusso liquido di recupero, la concentrazione di iridio è pari alla massa di iridio recuperata divisa per il volume di tale flusso.
Per esempio, 1.000 L di alimentazione a 1 mg/L come Ir contengono 1.000 mg di iridio. Se il 90% di tale massa viene trasferito in 10 L di concentrato, il concentrato contiene 900 mg, ovvero 90 mg/L come Ir. Il fattore di concentrazione è 90. Si tratta di un bilancio di massa illustrativo, non di una previsione delle prestazioni del trattamento; la separazione effettiva, le perdite e il volume di concentrato ottenibile richiedono prove sull'acqua specifica.
Riferimenti sui composti
Le formule del cloruro di iridio(III) idrato e dell'esacloroiridato(IV) di idrogeno idrato sono riportate in Material Matters. La scheda del prodotto esacloroiridato(III) di potassio idrato identifica il complesso idrato e lo descrive come solubile in acqua.