Geselecteerde platinazouten in water: speciatie en behandeling
Geselecteerde platinazouten zijn relevant voor ingenieurs in de industriële waterbehandeling die gespecialiseerde processtromen en afvalwater beoordelen. De onderstaande voorbeelden betreffen verbindingen waarmee in dergelijke situaties kan worden gewerkt; ze betekenen niet dat deze zouten veel voorkomen in natuurlijke wateren. Zie voor meer informatie over het element platina.
Zie voor meer informatie over de chemie, bemonstering en behandeling platina in water.
Geselecteerde zouten en oxidatietoestanden van platina
| Zout | Formule | Platina in het genoemde complex |
|---|---|---|
| Kaliumtetrachloroplatinaat(II) | K2[PtCl4] | Pt(II) in het anionische [PtCl4]2−-complex |
| Kaliumhexachloroplatinaat(IV) | K2[PtCl6] | Pt(IV) in het anionische [PtCl6]2−-complex |
De productinformatie van de fabrikanten vermeldt kaliumtetrachloroplatinaat(II) en kaliumhexachloroplatinaat(IV), waarvan het laatstgenoemde als precursor wordt beschreven. Deze productidentificaties geven de namen van de uitgangszouten aan, niet welke platinavormen in een bepaald watermonster aanwezig zullen blijven.
Oplosbaarheid in water
| Zout | Vermelde oplosbaarheid in water | Bron en interpretatie |
|---|---|---|
| Kaliumtetrachloroplatinaat(II) | 10 g/L bij 20 °C | Productinformatie van Thermo Scientific voor het genoemde zout. |
| Kaliumhexachloroplatinaat(IV) | 50 g/L bij 95 °C | Productinformatie van Thermo Scientific; deze waarde voor heet water mag niet als grenswaarde bij kamertemperatuur worden gebruikt. |
Deze waarden hebben betrekking op de massa van het genoemde zout, niet op elementair platina. Het zijn productreferentiewaarden voor de vermelde temperaturen, geen gegarandeerde grenswaarden in afvalwater. Ze bieden geen rechtstreekse vergelijking bij dezelfde temperatuur. Gebruik bij de beoordeling van oplossing of kristallisatie gegevens voor het specifieke product en de betreffende omstandigheden van de oplossing.
Speciatie en analytische rapportage
De oplosbaarheid moet voor het specifieke zout en de specifieke omstandigheden worden beoordeeld. De temperatuur en de samenstelling van de watermatrix kunnen de oplossing en de aanwezige vormen beïnvloeden. Na verdunning kunnen de chlorideconcentratie, de pH, de redoxomstandigheden en andere liganden de speciatie van platina beïnvloeden. De Pt(II)- en Pt(IV)-complexen in de tabel mogen daarom zonder passende analyse niet als een volledige beschrijving van een processtroom worden beschouwd.
Ook de concentratie-eenheden moeten expliciet worden vermeld. Een resultaat in mg/L als Pt geeft de massa platina weer, niet de massa van K2[PtCl4] of K2[PtCl6]. Om vanuit de massa van de verbinding om te rekenen, moeten de identiteit en samenstelling van het materiaal correct bekend zijn, waaronder, indien van toepassing, de hydraatvorm en het gehalte. Resultaten voor totaal platina en gefilterd platina kunnen helpen onderscheid te maken tussen materiaal dat door het gekozen filter wordt tegengehouden en platina dat erdoorheen gaat, maar geen van beide resultaten identificeert afzonderlijke opgeloste platinavormen.
Beoordeling van de behandeling
Wanneer platina aan deeltjes is gebonden, kan verwijdering van vaste stoffen die fractie aanpakken. Voor platina dat door een filter gaat, moeten de opgeloste vormen en mogelijke behandelingsmethoden afzonderlijk worden beoordeeld. Ionenwisseling en membraanprocessen kunnen worden overwogen, maar hun prestaties kunnen niet uit de naam van een zout worden afgeleid: om de verwijdering en het operationele gedrag te beoordelen, zijn tests met de specifieke watermatrix nodig. Een massabalans van het proces moet zowel het platina omvatten dat in vaste stoffen wordt opgevangen als het platina dat naar concentraten of andere reststromen wordt overgebracht.
Maak voor een onderbouwde beoordeling van de behandeling onderscheid tussen het toegevoerde zout en het in het water gemeten platina, vermeld de rapportagegrondslag en beoordeel de relevante fracties onder de werkelijke omstandigheden van de watermatrix.
Concentratie: mg/L als Pt versus mg/L zout
Het CIAAW-standaardatoomgewicht van platina is 195,084. Daarom komt 1 mmol/L platina overeen met 195,084 mg/L als Pt. Vermenigvuldig voor een zout met bekende samenstelling de concentratie ervan in mg/L met het aantal Pt-atomen per formule-eenheid en met 195,084, en deel vervolgens door de molaire massa van het zout in g/mol.
Zuiver watervrij K2[PtCl4] heeft een molaire massa van ongeveer 415,08 g/mol en een massafractie platina van ongeveer 0,4700, oftewel 47,00%. Bij volledige oplossing komt 100 mg/L van dit zout dus overeen met ongeveer 47,00 mg/L als Pt. Dit is een berekening op basis van de samenstelling, geen gemeten opgeloste concentratie. Corrigeer voor het werkelijke gehalte en eventueel kristalwater; een op metaalbasis opgegeven zuiverheid is niet automatisch de massafractie platina van het gehele reagens.
Verwijdering en concentratie voor terugwinning
Maak onderscheid tussen het doel om de hoeveelheid platina in behandeld water te verminderen en het doel om een bruikbare stroom voor terugwinning te produceren. Scheiding van vaste stoffen, adsorptie, ionenwisseling en membranen brengen platina over naar verschillende reststromen; test de relevante platinavormen, capaciteit en scheidingsprestaties in representatief water. Houd rekening met platina in de toevoer, het behandelde water, opgevangen vaste stoffen, verbruikte media en vloeibare concentraten.
Als illustratieve massabalans bevat 1.000 L toevoer met 1 mg/L als Pt in totaal 1.000 mg platina. Wanneer 90% van die massa naar 10 L concentraat wordt overgebracht, bevat het concentraat 900 mg platina. Dat komt overeen met 90 mg/L als Pt en een concentratiefactor van 90. Dit is geen voorspelde verwijderingsefficiëntie of opbrengst bij terugwinning. De werkelijke prestaties en de geschiktheid van het concentraat voor verdere terugwinning hangen af van het proces en de samenstelling van het water.