Sais e compostos de ósmio comuns na água
O ósmio pode ocorrer em diferentes formas químicas na água, e a identidade do composto é importante para interpretar medições ou avaliar o tratamento. Os compostos abaixo são exemplos de reagentes especializados, não uma lista de formas reconhecidamente predominantes em águas naturais ou industriais. Para mais contexto, consulte a página sobre ósmio.
Para uma avaliação mais abrangente da água, consulte a página sobre ósmio na água.
Compostos representativos e suas diferenças
| Composto | Fórmula | Relevância para a avaliação da água |
|---|---|---|
| Hexacloroosmiato(IV) de potássio | K2[OsCl6] | Um sal complexo iónico que contém um complexo clorado de ósmio. O seu comportamento não deve ser inferido a partir do comportamento de um óxido de ósmio. |
| Osmiato(VI) de potássio di-hidratado | K2OsO4·2H2O | Um sal oxigenado diferente, fornecido na forma hidratada. O estado de hidratação afeta a massa da unidade de fórmula e as comparações expressas em massa. |
| Tetróxido de ósmio | OsO4 | Um óxido molecular, não um sal. É solúvel em água, volátil e perigoso; as suas propriedades não devem ser atribuídas a todos os compostos de ósmio. |
Os catálogos dos fabricantes identificam o hexacloroosmiato(IV) de potássio e o osmiato(VI) de potássio di-hidratado. A entrada do NIOSH Pocket Guide sobre o tetróxido de ósmio documenta os seus perigos e propriedades físicas. Um valor medido de solubilidade deve ser associado ao composto exato, incluindo a sua forma hidratada, quando aplicável, e às condições de ensaio indicadas. As identidades apresentadas nesta tabela, por si só, não estabelecem valores numéricos de solubilidade nem justificam classificar os sais como solúveis ou insolúveis.
Especiação e apresentação das concentrações
Um resultado apresentado como ósmio total não identifica o composto nem o estado de oxidação presentes. A comparação entre as concentrações totais e as de amostras filtradas pode ajudar a distinguir frações associadas a partículas e frações que passam pelo filtro, definidas operacionalmente, mas a filtração, por si só, não determina a especiação molecular. Quando a identidade do composto influencia uma decisão de tratamento, a abordagem analítica deve abranger as formas de interesse e a matriz da amostra. A amostragem e a interpretação devem também considerar a possibilidade de uma forma de ósmio estar presente fora da fase líquida.
Ao comparar dados, verifique a base em que os resultados são expressos. Uma concentração em mg/L expressa em Os corresponde à massa de ósmio por litro; não equivale a uma concentração em mg/L de um composto de ósmio. Para um composto identificado, a fração mássica de ósmio é nOs × MOs / Mcomposto, em que nOs é o número de átomos de ósmio por unidade de fórmula e a massa molar do composto inclui toda a água de hidratação. A concentração do composto multiplicada por esta fração fornece a concentração equivalente expressa em Os.
Avaliação do tratamento e contabilização das fases
As opções de tratamento dependem da espécie química e da matriz da água. A separação do material associado a partículas e a avaliação de processos de adsorção, permuta iónica ou membranas para as formas dissolvidas podem ser relevantes, mas não se pode presumir o seu desempenho para um composto de ósmio não especificado. Antes de tirar conclusões sobre a remoção, é necessária uma avaliação específica da espécie química, à escala laboratorial ou de outro modo representativa; não existe um valor de desempenho universal para filtros ou resinas no caso do ósmio.
Uma concentração medida mais baixa no líquido demonstra uma alteração nessa fase amostrada, não necessariamente a recuperação ou eliminação do ósmio. A interpretação deve ter em conta as fases líquida, sólida e gasosa relevantes, sobretudo quando é identificado um composto volátil como o OsO4. A distinção fundamental é entre a alteração da concentração medida, a forma química presente e o destino final do ósmio.
Interpretação dos dados de solubilidade em água
A Thermo Scientific indica que o osmiato(VI) de potássio di-hidratado é solúvel em água. Esta descrição qualitativa não especifica uma concentração de saturação nem a temperatura de ensaio. Para o hexacloroosmiato(IV) de potássio, a especificação de identidade acima citada não constitui uma medição quantitativa da solubilidade; obtenha dados relativos ao reagente exato e às condições da solução antes de os utilizar num cálculo de dimensionamento.
Para comparação, o NIOSH indica uma solubilidade de 6% para o tetróxido de ósmio a 77 °F (25 °C). Este valor refere-se a um óxido, não a um sal de ósmio. Mantenha a base de apresentação da fonte, em vez de converter diretamente uma percentagem não especificada em mg/L. A solubilidade em água não dispensa a avaliação da volatilidade e das vias de exposição.
Exemplo de conversão de concentrações
Utilizando o peso atómico padrão do ósmio indicado pela CIAAW, 190,23, e a massa molar de 368,45 g/mol indicada pelo fabricante para o osmiato(VI) de potássio di-hidratado:
mg/L expressos em Os = mg/L de di-hidratado puro × 190,23 ÷ 368,45.
A fração mássica de ósmio calculada é de aproximadamente 51,63%. Assim, 100 mg/L de di-hidratado puro correspondem a 51,63 mg/L expressos em Os, se todo o seu ósmio estiver presente na fração medida. Um mmol/L de ósmio elementar corresponde a 190,23 mg/L expressos em Os. Corrija os valores em função da pureza do reagente e utilize a fórmula exata do hidrato. Estes são cálculos de composição, não limites de solubilidade nem instruções de preparação.
Balanço de massa da concentração e da recuperação
Quando uma separação validada transfere o ósmio para um volume recolhido menor, calcule a concentração com base na massa efetivamente recuperada:
Concentração recuperada = concentração da alimentação × volume da alimentação × fração da massa recuperada ÷ volume recuperado.
Por exemplo, 1 000 L a 1 mg/L expresso em Os contêm 1 g de ósmio. Se 90% forem recuperados em 10 L, a concentração resultante será de 90 mg/L expressos em Os, o que corresponde a um fator de concentração de 90. Trata-se de um balanço de massa ilustrativo, não de um processo recomendado para o ósmio nem de uma recuperação garantida.
A remoção do ósmio da água tratada, a recuperação numa corrente recolhida e a pureza do produto são resultados distintos. Inclua na avaliação os resíduos, os líquidos de lavagem e quaisquer perdas relevantes para o ar. Quando possa estar presente tetróxido de ósmio, não se deve presumir que a evaporação ou o arejamento em sistemas abertos proporcionem uma concentração ou remoção segura: são essenciais uma avaliação competente da segurança do processo e medidas de contenção adequadas.