Thoriumzouten in water: chemische vormen en oplosbaarheid
Thoriumzouten zijn bruikbare voorbeelden om de chemie van thorium te beschrijven, maar hun formules mogen niet worden opgevat als een lijst van gangbare chemicaliën voor waterbehandeling of als een beschrijving van de aanwezige vormen in een watermonster. Voor professionals in de watersector is dit onderscheid van belang bij de interpretatie van analyseresultaten, de beoordeling van gegevens over oplosbaarheid en het inschatten van de verdeling van thorium tussen opgelost en deeltjesgebonden materiaal. Zie voor meer achtergrond de Thorium.
Geselecteerde formules van thoriumzouten
De tabel geeft de formele watervrije formules van drie gedocumenteerde thoriumverbindingen. Gehydrateerde vormen kunnen andere formules hebben; uit deze vermeldingen valt niet af te leiden hoe oplosbaar ze in een bepaald water zijn of hoe vaak ze in het milieu voorkomen.
| Chemische naam | Formele formule | Kanttekening bij de interpretatie |
|---|---|---|
| Thoriumnitraat | Th(NO3)4 | Watervrije formule; gehydrateerd materiaal en vormen in water vereisen een afzonderlijke beschrijving. |
| Thoriumchloride | ThCl4 | Watervrije formule; deze geeft niet aan in welke vorm thorium in water voorkomt. |
| Thoriumsulfaat | Th(SO4)2 | Watervrije formule; deze bepaalt op zichzelf niet de oplosbaarheid in een bepaalde watermatrix. |
Zoutformules versus vormen in water
De formule van een verbinding geeft de formele samenstelling ervan aan, maar niet noodzakelijk de samenstelling van opgelost thorium. Afhankelijk van de watermatrix kunnen bij de chemie van thorium in water gehydrolyseerde en gecomplexeerde vormen betrokken zijn. Liganden kunnen ook de complexvorming beïnvloeden; onderzoek naar interacties tussen thorium en citraat illustreert waarom rekening moet worden gehouden met de aanwezigheid van een ligand, in plaats van uit te gaan van een eenvoudige, van het zout afgeleide vorm.
Gehydrateerd thoriumoxide verschilt van de hierboven genoemde nitraat-, chloride- en sulfaatzouten. Gehydrateerd oxide en colloïdaal materiaal zijn relevant bij de interpretatie van de grens tussen opgelost en deeltjesgebonden thorium. Daarom kan het nodig zijn een gerapporteerde concentratie te beoordelen in samenhang met de analytische definitie van de bemonsterde fractie. Geen enkele zoutformule levert een universele oplosbaarheidswaarde op of voorspelt het gedrag in verschillende soorten water.
Interpretatie van chemische en radiologische metingen
De massaconcentratie van thorium en de activiteitsconcentratie, bijvoorbeeld uitgedrukt in Bq/L, beschrijven verschillende grootheden. Voor de interpretatie van de activiteit is informatie nodig over de aanwezige radionucliden en over de watermatrix; de massaconcentratie alleen volstaat daarvoor niet. Veranderingen in de chemische verdeling doen de radioactiviteit niet verdwijnen.
Bronnen
- OECD Nuclear Energy Agency, Chemical Thermodynamics of Thorium — kritische beschouwing van thoriumverbindingen en de chemie van thorium in water.
- Onderzoek naar gehydrateerd thoriumoxide en colloïdchemie.
- Onderzoek naar complexvorming tussen thorium en citraat in water — een voorbeeld van ligandafhankelijke chemie.