Alcuni sali di platino nell'acqua: speciazione e trattamento
Alcuni sali di platino sono rilevanti per gli ingegneri del settore idrico industriale che valutano flussi di processo specialistici e acque reflue. Gli esempi seguenti individuano composti che possono essere trattati in tali contesti; non indicano che questi sali siano diffusi nelle acque naturali. Per un quadro più ampio dell'elemento, si veda la pagina sul platino.
Per un quadro più ampio della chimica, del campionamento e del trattamento, si veda la pagina sul platino nell'acqua.
Sali selezionati e stati di ossidazione del platino
| Sale | Formula | Platino nel complesso indicato |
|---|---|---|
| Tetracloroplatinato(II) di potassio | K2[PtCl4] | Pt(II) nel complesso anionico [PtCl4]2− |
| Esacloroplatinato(IV) di potassio | K2[PtCl6] | Pt(IV) nel complesso anionico [PtCl6]2− |
Le informazioni sui prodotti dei produttori identificano il tetracloroplatinato(II) di potassio e l'esacloroplatinato(IV) di potassio, quest'ultimo descritto come precursore. Le identità riportate per questi prodotti stabiliscono i nomi dei sali iniziali, non le specie del platino che rimarranno in un determinato campione d'acqua.
Solubilità in acqua
| Sale | Solubilità in acqua riportata | Fonte e interpretazione |
|---|---|---|
| Tetracloroplatinato(II) di potassio | 10 g/L a 20 °C | Informazioni sul prodotto Thermo Scientific per il sale indicato. |
| Esacloroplatinato(IV) di potassio | 50 g/L a 95 °C | Informazioni sul prodotto Thermo Scientific; questo valore in acqua calda non deve essere usato come limite a temperatura ambiente. |
Questi valori si riferiscono alla massa del sale indicato, non al platino elementare. Sono valori di riferimento per i prodotti alle temperature indicate, non limiti garantiti nelle acque reflue. Non consentono un confronto diretto a una stessa temperatura. Per valutare la dissoluzione o la cristallizzazione, utilizzare dati relativi al prodotto specifico e alle condizioni della soluzione.
Speciazione e refertazione analitica
La solubilità deve essere valutata per il sale specifico e nelle condizioni considerate. La temperatura e la composizione della matrice acquosa possono influire sulla dissoluzione e sulle forme presenti. Dopo la diluizione, la concentrazione di cloruri, il pH, le condizioni di ossidoriduzione e altri ligandi possono influenzare la speciazione del platino. I complessi di Pt(II) e Pt(IV) riportati nella tabella non devono quindi essere considerati una descrizione completa di un flusso di processo senza analisi adeguate.
Anche le unità di concentrazione devono essere esplicite. Un risultato espresso in mg/L come Pt indica la massa di platino, non la massa di K2[PtCl4] o K2[PtCl6]. La conversione dalla massa del composto richiede l'identità e la composizione corrette del materiale, comprese, ove pertinenti, la forma idrata e il titolo. I risultati relativi al platino totale e a quello nel campione filtrato possono aiutare a distinguere il materiale trattenuto dal filtro scelto dal platino che lo attraversa, ma nessuno dei due risultati identifica le singole specie disciolte.
Valutazione del trattamento
Quando il platino è associato a particelle, la rimozione dei solidi può intervenire su tale frazione. Il platino che attraversa un filtro richiede una valutazione separata delle sue forme disciolte e delle possibili opzioni di trattamento. Si possono prendere in considerazione lo scambio ionico e i processi a membrana, ma le loro prestazioni non possono essere dedotte dal nome di un sale: occorrono prove specifiche sulla matrice per valutare la rimozione e il comportamento operativo. Qualsiasi bilancio di massa del processo deve includere sia il platino catturato nei solidi sia quello trasferito nei concentrati o in altri flussi residui.
Per una valutazione del trattamento fondata, occorre distinguere il sale immesso dal platino misurato nell'acqua, specificare la base su cui sono espressi i risultati e valutare le frazioni pertinenti nelle condizioni effettive della matrice.
Concentrazione: mg/L come Pt rispetto a mg/L di sale
Il peso atomico standard CIAAW del platino è 195,084. Pertanto, 1 mmol/L di platino corrisponde a 195,084 mg/L come Pt. Per un sale di composizione nota, moltiplicare la sua concentrazione in mg/L per il numero di atomi di Pt per unità di formula e per 195,084, quindi dividere per la massa molare del sale in g/mol.
Per il composto anidro puro K2[PtCl4], la massa molare è di circa 415,08 g/mol e la frazione massica di platino è di circa 0,4700, ovvero il 47,00%. Pertanto, 100 mg/L di questo sale corrispondono a circa 47,00 mg/L come Pt, supponendo la completa dissoluzione. Si tratta di un calcolo basato sulla composizione, non di una concentrazione disciolta misurata. Occorre correggere il calcolo in base al titolo effettivo e all'eventuale acqua di cristallizzazione; una purezza dichiarata su base metallica non corrisponde automaticamente alla frazione massica di platino dell'intero reagente.
Rimozione e concentrazione ai fini del recupero
Occorre distinguere l'obiettivo di ridurre il platino nell'acqua trattata da quello di produrre un flusso utile per il recupero. La separazione dei solidi, l'adsorbimento, lo scambio ionico e i processi a membrana trasferiscono il platino in diversi flussi residui; verificare le specie pertinenti, la capacità e le prestazioni di separazione in acqua rappresentativa. Tenere conto del platino nell'alimentazione, nell'acqua trattata, nei solidi catturati, nei materiali esausti e nei concentrati liquidi.
A titolo di esempio di bilancio di massa, 1.000 L di alimentazione contenenti 1 mg/L come Pt contengono 1.000 mg di platino. Trasferendo il 90% di tale massa in 10 L di concentrato, si ottengono 900 mg nel concentrato, equivalenti a 90 mg/L come Pt e a un fattore di concentrazione pari a 90. Non si tratta di una previsione dell'efficienza di rimozione o della resa di recupero. Le prestazioni effettive e l'idoneità del concentrato a un ulteriore recupero dipendono dal processo e dalla composizione dell'acqua.