Sels d’iridium sélectionnés dans l’eau : spéciation et traitement
L’iridium peut pénétrer dans les systèmes d’eau industriels par l’intermédiaire de matériaux spécialisés, de produits chimiques utilisés dans les procédés ou de résidus. Les composés énumérés ci-dessous sont des réactifs à base d’iridium sélectionnés, et non une liste d’espèces couramment présentes dans les eaux naturelles. Pour une présentation générale de cet élément, voir la page consacrée à l’iridium. Lorsqu’ils évaluent un flux contenant de l’iridium, les ingénieurs doivent distinguer le réactif ajouté des formes chimiques présentes après son contact avec l’eau.
Pour une présentation plus générale de la chimie et du traitement, voir l’iridium dans l’eau.
Composés sélectionnés contenant du chlorure
| Composé | Formule | Classification et remarque relative à l’eau |
|---|---|---|
| Chlorure d’iridium(III) hydraté | IrCl3·xH2O | Chlorure d’iridium(III) hydraté ; la valeur de x peut varier. |
| Hexachloroiridate(III) de potassium hydraté | K3[IrCl6]·xH2O | Sel de potassium contenant un complexe d’iridium(III) coordonné par des ligands chlorure. Le produit hydraté cité est décrit comme soluble dans l’eau. |
| Hexachloroiridate(IV) d’hydrogène hydraté | H2[IrCl6]·xH2O | Acide apparenté contenant un complexe d’iridium(IV) coordonné par des ligands chlorure ; ce n’est pas un sel neutre. |
Ces formules désignent les composés fournis, et non leurs concentrations mesurées ni leurs formes définitives dans un échantillon d’eau. En particulier, une indication de solubilité relative à un produit hydraté ne doit pas être appliquée à une forme anhydre, et il ne faut pas supposer une valeur numérique unique de solubilité pour tous les chlorures ou chloroiridates d’iridium.
Solubilité dans l’eau
Le catalogue des composés de métaux précieux d’Alfa Aesar décrit son chlorure d’iridium(III) hydraté comme soluble dans l’eau, mais son chlorure d’iridium(III) anhydre comme insoluble dans l’eau. Ces descriptions qualitatives des produits ne constituent pas des limites numériques de saturation. Vérifier le produit exact, son état d’hydratation, la température et la composition de la solution avant de préparer une solution ou d’évaluer un flux de déchets. Un réactif initialement soluble dans l’eau ne garantit pas que tout l’iridium reste dissous après dilution ou traitement.
Spéciation après dilution
Les ligands chlorure et l’état d’oxydation de l’iridium influencent les espèces susceptibles d’être présentes. La dilution et la composition de l’eau réceptrice peuvent modifier l’équilibre entre les complexes dissous et les autres formes. Par conséquent, la formule nominale d’un sel ou d’un acide ajouté ne permet pas, à elle seule, de déterminer quelles espèces d’iridium restent en solution. L’identification des espèces individuelles nécessite une méthode analytique adaptée à cette question ; un résultat portant uniquement sur l’iridium total ne peut pas y répondre.
Évaluation des mesures et du traitement
Préciser si la concentration indiquée est exprimée en mg/L en Ir ou en mg/L de composé. Ces expressions reposent sur des bases massiques différentes, et la teneur variable en eau d’hydratation complique encore la conversion de la masse d’un réactif pesé en concentration du composé. Les mesures sur l’échantillon total et sur l’échantillon filtré peuvent aider à distinguer des fractions définies sur le plan opérationnel, mais aucune des deux ne prouve l’identité d’un complexe dissous ou d’une particule retenue.
L’évaluation du traitement doit tenir compte de la forme mesurée et de la composition réelle de l’eau. Les étapes d’élimination des particules peuvent être pertinentes lorsque l’iridium est associé à des matières solides éliminables ; les complexes dissous nécessitent une évaluation distincte des options adaptées pour les éliminer ou les séparer. On ne peut pas supposer que les performances des membranes et des résines échangeuses d’ions sont identiques quelles que soient les concentrations en chlorures, les états d’oxydation et les conditions d’exploitation. Lors de la comparaison des options de traitement, inclure les matières solides récupérées et tout flux de concentrat dans le bilan massique de l’iridium.
Concentration : mg/L en Ir ou mg/L de réactif
En utilisant la masse atomique relative standard de la CIAAW de 192,217 pour l’iridium, 1 mmol/L d’iridium correspond à 192,217 mg/L en Ir. Pour un composé de composition connue, multiplier sa concentration en mg/L par la fraction massique d’iridium : le nombre d’atomes d’Ir par unité de formule multiplié par 192,217, divisé par la masse molaire du composé en g/mol. Inclure l’eau de cristallisation dans le calcul de la masse molaire.
Pour les hydrates à teneur en eau variable, tels que IrCl3·xH2O, utiliser la fraction massique d’iridium certifiée pour le lot lorsqu’elle est disponible. À titre de calcul purement illustratif, un réactif certifié contenant 40,0 % d’Ir apporterait 40,0 mg/L en Ir si l’on ajoutait 100 mg de réactif par litre de mélange final. Il s’agit d’un apport massique, et non d’une preuve de dissolution complète. La teneur supposée de 40,0 % ne constitue une spécification pour aucun des produits du tableau.
Élimination et concentration en vue de la récupération
L’élimination de l’iridium de l’eau traitée le transfère vers un autre flux, sauf s’il est récupéré sous forme de matériau distinct. Mesurer l’iridium dans l’eau d’alimentation, l’eau traitée, les matières solides, les milieux de traitement usés et les concentrats afin d’évaluer le bilan massique. Pour un flux liquide de récupération, sa concentration en iridium est égale à la masse d’iridium récupérée divisée par le volume de ce flux.
Par exemple, 1 000 L d’eau d’alimentation à 1 mg/L en Ir contiennent 1 000 mg d’iridium. Si 90 % de cette masse sont transférés dans 10 L de concentrat, celui-ci contient 900 mg, soit 90 mg/L en Ir. Le facteur de concentration est de 90. Il s’agit d’un bilan massique illustratif, et non d’une prévision des performances du traitement ; la séparation réelle, les pertes et le volume de concentrat pouvant être obtenu doivent être déterminés par des essais avec l’eau concernée.
Références relatives aux composés
Les formules du chlorure d’iridium(III) hydraté et de l’hexachloroiridate(IV) d’hydrogène hydraté figurent dans Material Matters. La fiche produit de l’hexachloroiridate(III) de potassium hydraté identifie le complexe hydraté et le décrit comme soluble dans l’eau.