Sali e composti comuni dell'osmio in acqua
L'osmio può essere presente in acqua in diverse forme chimiche e l'identità del composto è importante per interpretare le misurazioni o valutare il trattamento. I composti elencati di seguito sono reagenti specialistici rappresentativi, non un elenco delle forme notoriamente prevalenti nelle acque naturali o industriali. Per un quadro più ampio, si veda la pagina sull'osmio.
Per una valutazione più ampia delle acque, si veda la pagina sull'osmio in acqua.
Composti rappresentativi e relative differenze
| Composto | Formula | Rilevanza per la valutazione delle acque |
|---|---|---|
| Esacloroosmiato(IV) di potassio | K2[OsCl6] | Un sale complesso ionico contenente un complesso clorurato dell'osmio. Il suo comportamento non va dedotto da quello di un ossido di osmio. |
| Osmiato(VI) di potassio diidrato | K2OsO4·2H2O | Un diverso ossosale fornito come idrato. Lo stato di idratazione influisce sulla massa formula e sui confronti espressi in massa. |
| Tetrossido di osmio | OsO4 | Un ossido molecolare, non un sale. È solubile in acqua, volatile e pericoloso; le sue proprietà non devono essere attribuite a tutti i composti dell'osmio. |
I cataloghi dei produttori riportano l'esacloroosmiato(IV) di potassio e l'osmiato(VI) di potassio diidrato. La scheda del NIOSH Pocket Guide sul tetrossido di osmio documenta i suoi pericoli e le sue proprietà fisiche. Un valore di solubilità misurato deve essere riferito al composto esatto, compresa, ove applicabile, la sua forma idrata, e alle condizioni di prova dichiarate. Le sole identità riportate nella tabella non stabiliscono valori numerici di solubilità né giustificano la classificazione dei sali come solubili o insolubili.
Speciazione ed espressione delle concentrazioni
Un risultato espresso come osmio totale non identifica il composto o lo stato di ossidazione presente. Il confronto tra le concentrazioni del campione totale e di quello filtrato può aiutare a distinguere le frazioni associate alle particelle e quelle che attraversano il filtro, definite operativamente; la sola filtrazione, tuttavia, non determina la speciazione molecolare. Quando l'identità del composto influisce su una decisione relativa al trattamento, l'approccio analitico deve tenere conto delle forme di interesse e della matrice del campione. Il campionamento e l'interpretazione devono inoltre considerare la possibile presenza di una forma dell'osmio al di fuori della fase liquida.
Quando si confrontano i dati, verificare la base su cui sono espresse le concentrazioni. Una concentrazione in mg/L come Os indica la massa di osmio per litro; non equivale ai mg/L di un composto dell'osmio. Per un composto identificato, la frazione massica dell'osmio è nOs × MOs / Mcomposto, dove nOs è il numero di atomi di osmio per unità di formula e la massa molare del composto comprende l'eventuale acqua di idratazione. Moltiplicando la concentrazione del composto per questa frazione si ottiene la concentrazione equivalente espressa come Os.
Valutazione del trattamento e bilancio tra le fasi
Le opzioni di trattamento dipendono dalla specie chimica e dalla matrice acquosa. Possono essere pertinenti la separazione del materiale associato alle particelle e, per le forme disciolte, la valutazione dell'adsorbimento, dello scambio ionico o dei processi a membrana; le prestazioni di tali processi non possono tuttavia essere date per scontate per un composto dell'osmio non specificato. Prima di trarre conclusioni sulla rimozione è necessaria una valutazione specifica per la specie chimica, su scala di laboratorio o comunque rappresentativa; non esiste un valore di prestazione universalmente valido per filtri o resine applicati all'osmio.
Una concentrazione misurata più bassa nella fase liquida indica una variazione in quella fase campionata, non necessariamente il recupero o l'eliminazione dell'osmio. L'interpretazione deve tenere conto delle fasi liquida, solida e atmosferica pertinenti, soprattutto quando un composto volatile come OsO4 è identificato. La distinzione fondamentale riguarda la variazione della concentrazione misurata, la forma chimica presente e la destinazione finale dell'osmio.
Interpretazione dei dati sulla solubilità in acqua
Thermo Scientific indica che l'osmiato(VI) di potassio diidrato è solubile in acqua. Questa descrizione qualitativa non specifica una concentrazione di saturazione né una temperatura di prova. Per l'esacloroosmiato(IV) di potassio, la specifica identificativa citata sopra non costituisce una misura quantitativa della solubilità; prima di utilizzarla in un calcolo di progetto, occorre ottenere dati relativi al reagente esatto e alle condizioni della soluzione.
A titolo di confronto, il NIOSH riporta una solubilità del tetrossido di osmio del 6% a 77 °F (25 °C). Questo valore si riferisce a un ossido, non a un sale dell'osmio. Mantenere la base di espressione della fonte anziché convertire direttamente in mg/L una percentuale di cui non è specificata la base. La solubilità in acqua non elimina la necessità di valutare la volatilità e le vie di esposizione.
Esempio di conversione delle concentrazioni
Utilizzando il peso atomico standard dell'osmio indicato dalla CIAAW, 190,23, e la massa molare di 368,45 g/mol indicata dal produttore per l'osmiato(VI) di potassio diidrato:
mg/L come Os = mg/L di diidrato puro × 190,23 ÷ 368,45.
La frazione massica calcolata dell'osmio è pari a circa il 51,63%. Pertanto, 100 mg/L di diidrato puro corrispondono a 51,63 mg/L come Os se tutto l'osmio è presente nella frazione misurata. Un mmol/L di osmio elementare corrisponde a 190,23 mg/L come Os. Correggere i valori in funzione della purezza del reagente e utilizzare la formula esatta dell'idrato. Questi sono calcoli basati sulla composizione, non limiti di solubilità né istruzioni per la preparazione.
Bilancio di massa della concentrazione e del recupero
Quando una separazione convalidata trasferisce l'osmio in un volume raccolto inferiore, calcolare la concentrazione in base alla massa effettivamente recuperata:
Concentrazione nel volume raccolto = concentrazione dell'alimentazione × volume dell'alimentazione × frazione massica recuperata ÷ volume raccolto.
Per esempio, 1.000 L a 1 mg/L come Os contengono 1 g di osmio. Se il 90% viene recuperato in 10 L, la concentrazione risultante è di 90 mg/L come Os, con un fattore di concentrazione pari a 90. Si tratta di un bilancio di massa illustrativo, non di un processo raccomandato per l'osmio né di un recupero garantito.
La rimozione dall'acqua trattata, il recupero in un flusso raccolto e la purezza del prodotto sono risultati distinti. Nella valutazione occorre includere i residui, i liquidi di lavaggio e le eventuali perdite pertinenti nella fase gassosa. Se può essere presente tetrossido di osmio, non si deve presumere che l'evaporazione all'aperto o l'aerazione consentano una concentrazione o una rimozione sicure: sono essenziali una valutazione della sicurezza del processo condotta da personale competente e un contenimento adeguato.