Geselecteerde iridiumzouten in water: speciatie en behandeling
Iridium kan via gespecialiseerde materialen, proceschemicaliën of residuen in industriële watersystemen terechtkomen. De onderstaande verbindingen zijn geselecteerde iridiumreagentia, geen lijst van chemische vormen die doorgaans in natuurlijk water voorkomen. Zie voor een overzicht van het element iridium. Bij de beoordeling van een iridiumhoudende waterstroom moeten technici onderscheid maken tussen het toegevoegde reagens en de chemische vormen die aanwezig zijn nadat het met water in contact is gekomen.
Zie voor de bredere context van de chemie en behandeling iridium in water.
Geselecteerde chloridehoudende verbindingen
| Verbinding | Formule | Classificatie en toelichting met betrekking tot water |
|---|---|---|
| Iridium(III)chloridehydraat | IrCl3·xH2O | Gehydrateerd iridium(III)chloride; de waarde van x kan variëren. |
| Kaliumhexachlooriridaat(III)hydraat | K3[IrCl6]·xH2O | Kaliumzout met een iridium(III)complex waarin chloride als ligand is gebonden. Het genoemde gehydrateerde product wordt beschreven als oplosbaar in water. |
| Waterstofhexachlooriridaat(IV)hydraat | H2[IrCl6]·xH2O | Verwant zuur met een iridium(IV)complex waarin chloride als ligand is gebonden; het is geen neutraal zout. |
Deze formules duiden de geleverde verbindingen aan, niet de gemeten concentraties of de definitieve chemische vormen ervan in een watermonster. Een vermelding van de oplosbaarheid van een gehydrateerd product mag met name niet worden toegepast op een watervrije vorm, en voor alle iridiumchloriden of chlooriridaten mag niet één numerieke oplosbaarheidswaarde worden aangenomen.
Oplosbaarheid in water
De catalogus van Alfa Aesar met verbindingen van edelmetalen beschrijft zijn iridium(III)chloridehydraat als oplosbaar in water, maar zijn watervrije iridium(III)chloride als onoplosbaar in water. Deze kwalitatieve productbeschrijvingen zijn geen numerieke verzadigingsgrenzen. Controleer het exacte product, de hydratatietoestand, de temperatuur en de samenstelling van de oplossing voordat u een oplossing bereidt of een afvalwaterstroom beoordeelt. Een in water oplosbaar uitgangsreagens garandeert niet dat al het iridium na verdunning of behandeling opgelost blijft.
Speciatie na verdunning
Chlorideliganden en de oxidatietoestand van iridium beïnvloeden welke chemische vormen aanwezig kunnen zijn. Verdunning en de samenstelling van het ontvangende water kunnen het evenwicht tussen opgeloste complexen en andere vormen veranderen. De nominale formule van een toegevoegd zout of zuur kan daarom op zichzelf niet bepalen welke iridiumvormen in oplossing blijven. Voor de identificatie van afzonderlijke vormen is een analysemethode nodig die op die vraag is afgestemd; een resultaat voor totaal iridium alleen kan die vraag niet beantwoorden.
Beoordeling van metingen en behandeling
Geef aan of een gerapporteerde concentratie wordt uitgedrukt in mg/L als Ir of mg/L van de verbinding. Dit zijn verschillende massabasisdefinities, en een variabel hydraatgehalte bemoeilijkt bovendien de omrekening van een afgewogen hoeveelheid reagens naar de concentratie van de verbinding. Metingen van totaalgehalten en van gefilterde monsters kunnen helpen om operationeel gedefinieerde fracties te onderscheiden, maar geen van beide metingen bewijst de identiteit van een opgelost complex of een achtergebleven deeltje.
Bij de beoordeling van behandelingsmethoden moet rekening worden gehouden met de gemeten vorm en de werkelijke samenstelling van het water. Stappen voor de verwijdering van deeltjes kunnen relevant zijn wanneer iridium gebonden is aan verwijderbare vaste stoffen; opgeloste complexen vereisen een afzonderlijke beoordeling van geschikte verwijderings- of scheidingsmogelijkheden. Er mag niet worden aangenomen dat membranen en ionenwisselaarharsen onder alle chlorideconcentraties, oxidatietoestanden en bedrijfsomstandigheden dezelfde prestaties leveren. Neem bij het vergelijken van behandelingsopties de afgevangen vaste stoffen en eventuele concentraatstromen op in de iridiummassabalans.
Concentratie: mg/L als Ir versus mg/L reagens
Volgens het standaardatoomgewicht van de CIAAW van 192,217 voor iridium komt 1 mmol/L iridium overeen met 192,217 mg/L als Ir. Vermenigvuldig bij een verbinding met bekende samenstelling de concentratie in mg/L met de massafractie iridium: het aantal Ir-atomen per formule-eenheid maal 192,217, gedeeld door de molaire massa van de verbinding in g/mol. Neem bij de berekening van de molaire massa ook het kristalwater mee.
Gebruik voor hydraten met een variabele samenstelling, zoals IrCl3·xH2O, indien beschikbaar de gecertificeerde massafractie iridium van de partij. Alleen ter illustratie: een reagens dat volgens het certificaat 40,0% Ir bevat, levert een bijdrage van 40,0 mg/L als Ir wanneer 100 mg reagens per liter eindmengsel wordt toegevoegd. Dit is een massabijdrage, geen bewijs dat het reagens volledig is opgelost. De aangenomen 40,0% is geen specificatie voor een van de producten in de tabel.
Verwijdering en concentratie voor terugwinning
Bij verwijdering uit behandeld water komt iridium in een andere stroom terecht, tenzij het als afzonderlijk materiaal wordt teruggewonnen. Meet het iridium in het voedingswater, het behandelde water, de vaste stoffen, de verbruikte media en de concentraten om de massabalans te beoordelen. Voor een vloeibare terugwinningsstroom is de iridiumconcentratie gelijk aan de teruggewonnen iridiummassa gedeeld door het volume van die stroom.
Zo bevat 1.000 L voedingswater met 1 mg/L als Ir in totaal 1.000 mg iridium. Als 90% van die massa in 10 L concentraat terechtkomt, bevat het concentraat 900 mg, ofwel 90 mg/L als Ir. De concentratiefactor is 90. Dit is een illustratieve massabalans, geen voorspelling van de behandelingsprestaties; de werkelijke scheiding, verliezen en het haalbare concentraatvolume moeten met het specifieke water worden getest.
Bronnen voor de verbindingen
De formules van iridium(III)chloridehydraat en waterstofhexachlooriridaat(IV)hydraat staan vermeld in Material Matters. De productvermelding voor kaliumhexachlooriridaat(III)hydraat vermeldt het gehydrateerde complex en beschrijft het als oplosbaar in water.