Sels et composés d’osmium courants dans l’eau
L’osmium peut se présenter sous différentes formes chimiques dans l’eau, et l’identité du composé importe pour interpréter les mesures ou évaluer le traitement. Les composés ci-dessous sont des exemples de réactifs spécialisés, et non une liste de formes dont la présence serait réputée fréquente dans les eaux naturelles ou industrielles. Pour un contexte plus général, voir la page consacrée à l’osmium.
Pour une évaluation plus générale de l’eau, voir la page consacrée à l’osmium dans l’eau.
Composés représentatifs et leurs différences
| Composé | Formule | Pertinence pour l’évaluation de l’eau |
|---|---|---|
| Hexachloroosmate(IV) de potassium | K2[OsCl6] | Un sel complexe ionique contenant un complexe chloré de l’osmium. Son comportement ne doit pas être déduit de celui d’un oxyde d’osmium. |
| Osmate(VI) de potassium dihydraté | K2OsO4·2H2O | Un autre oxosel fourni sous forme hydratée. L’état d’hydratation influe sur la masse molaire et sur les comparaisons exprimées en masse. |
| Tétroxyde d’osmium | OsO4 | Un oxyde moléculaire, et non un sel. Il est soluble dans l’eau, volatil et dangereux ; ses propriétés ne doivent pas être attribuées à tous les composés d’osmium. |
Les catalogues des fabricants répertorient l’hexachloroosmate(IV) de potassium et l’osmate(VI) de potassium dihydraté. L’entrée du NIOSH Pocket Guide consacrée au tétroxyde d’osmium décrit ses dangers et ses propriétés physiques. Une valeur de solubilité mesurée doit être rapportée au composé exact, y compris à sa forme hydratée le cas échéant, ainsi qu’aux conditions d’essai indiquées. La seule identité des composés figurant dans ce tableau ne permet ni d’établir des valeurs numériques de solubilité ni de classer ces sels comme solubles ou insolubles.
Spéciation et expression des concentrations
Un résultat exprimé en osmium total ne permet pas d’identifier le composé ni l’état d’oxydation présent. La comparaison des concentrations mesurées sur l’échantillon total et sur l’échantillon filtré peut aider à distinguer, selon une définition opérationnelle, les fractions associées aux particules de celles qui traversent le filtre, mais la filtration seule ne permet pas d’établir la spéciation moléculaire. Lorsque l’identité du composé influe sur une décision de traitement, la méthode d’analyse doit tenir compte des formes d’intérêt et de la matrice de l’échantillon. L’échantillonnage et l’interprétation doivent aussi envisager la présence éventuelle d’une forme d’osmium hors de la phase liquide.
Vérifiez la base d’expression des résultats lorsque vous comparez des données. Une concentration en mg/L en Os correspond à la masse d’osmium par litre ; elle n’est pas équivalente à une concentration en mg/L d’un composé d’osmium. Pour un composé identifié, la fraction massique d’osmium est nOs × MOs / Mcomposé, où nOs est le nombre d’atomes d’osmium par unité de formule et la masse molaire du composé comprend toute eau de cristallisation. La concentration du composé multipliée par cette fraction donne la concentration équivalente exprimée en Os.
Évaluation du traitement et prise en compte des différentes phases
Les options de traitement dépendent de l’espèce chimique et de la matrice de l’eau. La séparation des matières associées aux particules ainsi que l’évaluation de l’adsorption, de l’échange d’ions ou des procédés membranaires pour les formes dissoutes peuvent être pertinentes, mais on ne peut présumer de leurs performances pour un composé d’osmium non précisé. Une évaluation propre à chaque espèce chimique, à l’échelle du laboratoire ou dans d’autres conditions représentatives, est nécessaire avant de tirer des conclusions sur l’élimination ; il n’existe pas de valeur de performance universelle pour les filtres ou les résines appliqués à l’osmium.
Une diminution de la concentration mesurée dans le liquide indique un changement dans la phase échantillonnée, mais pas nécessairement une récupération ou une élimination de l’osmium. L’interprétation doit tenir compte des phases liquide, solide et atmosphérique pertinentes, en particulier lorsqu’un composé volatil tel que OsO4 est identifié. Il faut distinguer la variation de concentration mesurée, la forme chimique présente et la destination finale de l’osmium.
Interprétation des données de solubilité dans l’eau
Thermo Scientific indique que l’osmate(VI) de potassium dihydraté est soluble dans l’eau. Cette description qualitative ne précise ni concentration à saturation ni température d’essai. Pour l’hexachloroosmate(IV) de potassium, la spécification d’identité citée plus haut ne constitue pas une mesure quantitative de solubilité ; obtenez des données correspondant au réactif exact et aux conditions de la solution avant de les utiliser dans un calcul de dimensionnement.
À titre de comparaison, le NIOSH indique une solubilité du tétroxyde d’osmium de 6 % à 77 °F (25 °C). Cette valeur concerne un oxyde, et non un sel d’osmium. Conservez la base d’expression de la source au lieu de convertir directement en mg/L un pourcentage dont la base n’est pas précisée. La solubilité dans l’eau ne dispense pas d’évaluer la volatilité et les voies d’exposition.
Exemple de conversion des concentrations
En utilisant la masse atomique standard de l’osmium indiquée par la CIAAW, soit 190,23, ainsi que la masse molaire de 368,45 g/mol indiquée par le fabricant pour l’osmate(VI) de potassium dihydraté :
mg/L en Os = mg/L de dihydrate pur × 190,23 ÷ 368,45.
La fraction massique d’osmium calculée est d’environ 51,63 %. Ainsi, 100 mg/L de dihydrate pur correspondent à 51,63 mg/L en Os si tout l’osmium qu’il contient est présent dans la fraction mesurée. Une concentration d’un mmol/L d’osmium élémentaire correspond à 190,23 mg/L en Os. Tenez compte de la pureté du réactif et utilisez la formule exacte de l’hydrate. Il s’agit de calculs de composition, et non de limites de solubilité ni d’instructions de préparation.
Bilan massique de concentration et de récupération
Lorsqu’une séparation validée transfère l’osmium dans un plus petit volume recueilli, calculez la concentration à partir de la masse effectivement récupérée :
Concentration dans le volume recueilli = concentration de l’alimentation × volume de l’alimentation × fraction massique récupérée ÷ volume recueilli.
Par exemple, 1 000 L à 1 mg/L exprimé en Os contiennent 1 g d’osmium. Si 90 % sont récupérés dans 10 L, la concentration obtenue est de 90 mg/L exprimés en Os, soit un facteur de concentration de 90. Il s’agit d’un bilan massique illustratif, et non d’un procédé recommandé pour l’osmium ni d’un taux de récupération garanti.
L’élimination de l’osmium de l’eau traitée, sa récupération dans un flux collecté et la pureté du produit sont des résultats distincts. L’évaluation doit tenir compte des résidus, des liquides de lavage et de toute perte pertinente dans l’air. Lorsque du tétroxyde d’osmium peut être présent, il ne faut pas présumer qu’une évaporation à l’air libre ou une aération permettent une concentration ou une élimination sans danger : une évaluation compétente de la sécurité du procédé et un confinement adapté sont indispensables.