Quelques sels de platine dans l’eau : spéciation et traitement
Certains sels de platine intéressent les ingénieurs en traitement des eaux industrielles qui évaluent des flux de procédés spécialisés et des eaux usées. Les exemples ci-dessous désignent des composés susceptibles d’être manipulés dans ces contextes ; ils ne signifient pas que ces sels sont répandus dans les eaux naturelles. Pour un contexte plus général sur l’élément, voir la page consacrée au platine.
Pour un contexte plus général sur la chimie, l’échantillonnage et le traitement, voir la page consacrée au platine dans l’eau.
Quelques sels et états d’oxydation du platine
| Sel | Formule | Platine dans le complexe indiqué |
|---|---|---|
| Tétrachloroplatinate(II) de potassium | K2[PtCl4] | Pt(II) dans le complexe anionique [PtCl4]2− |
| Hexachloroplatinate(IV) de potassium | K2[PtCl6] | Pt(IV) dans le complexe anionique [PtCl6]2− |
Les informations fournies par les fabricants identifient le tétrachloroplatinate(II) de potassium et l’hexachloroplatinate(IV) de potassium, ce dernier étant décrit comme un précurseur. Ces informations établissent le nom des sels de départ, mais pas les espèces du platine qui subsisteront dans un échantillon d’eau donné.
Solubilité dans l’eau
| Sel | Solubilité dans l’eau indiquée | Source et interprétation |
|---|---|---|
| Tétrachloroplatinate(II) de potassium | 10 g/L à 20 °C | Informations sur le produit de Thermo Scientific pour le sel indiqué. |
| Hexachloroplatinate(IV) de potassium | 50 g/L à 95 °C | Informations sur le produit de Thermo Scientific ; cette valeur obtenue dans l’eau chaude ne doit pas être utilisée comme limite à température ambiante. |
Ces valeurs se rapportent à la masse du sel indiqué, et non à celle du platine élémentaire. Ce sont des valeurs de référence pour les produits aux températures indiquées, et non des limites garanties dans les eaux usées. Elles ne permettent pas une comparaison directe à une même température. Pour évaluer la dissolution ou la cristallisation, utilisez des données correspondant au produit exact et aux conditions de la solution.
Spéciation et présentation des résultats d’analyse
La solubilité doit être évaluée pour chaque sel et dans les conditions considérées. La température et la composition de la matrice aqueuse peuvent influer sur la dissolution et les formes présentes. Après dilution, la concentration en chlorures, le pH, les conditions d’oxydoréduction et les autres ligands peuvent influencer la spéciation du platine. Les complexes de Pt(II) et de Pt(IV) présentés dans le tableau ne doivent donc pas être considérés comme une description complète d’un flux de procédé sans analyse appropriée.
Les unités de concentration doivent également être explicites. Un résultat exprimé en mg/L de Pt indique la masse de platine, et non celle de K2[PtCl4] ou de K2[PtCl6]. Pour convertir une masse de composé, il faut connaître précisément l’identité et la composition du produit, notamment sa forme hydratée et sa teneur, le cas échéant. Les résultats pour le platine total et le platine après filtration peuvent aider à distinguer la fraction retenue par le filtre choisi de celle qui le traverse, mais aucun de ces résultats n’identifie les espèces dissoutes individuelles.
Évaluation du traitement
Lorsque le platine est associé à des particules, l’élimination des matières solides peut traiter cette fraction. Le platine qui traverse un filtre nécessite une évaluation distincte de ses formes dissoutes et des traitements possibles. L’échange d’ions et les procédés membranaires peuvent être envisagés, mais leurs performances ne peuvent pas être déduites du nom d’un sel : des essais propres à la matrice sont nécessaires pour évaluer l’élimination et le comportement en fonctionnement. Tout bilan massique du procédé doit prendre en compte le platine capté dans les solides ainsi que celui transféré dans les concentrats ou d’autres flux résiduels.
Pour établir une évaluation du traitement étayée, il faut distinguer le sel introduit du platine mesuré dans l’eau, préciser la base d’expression des résultats et évaluer les fractions pertinentes dans les conditions réelles de la matrice.
Concentration : mg/L de Pt ou mg/L de sel
La masse atomique standard selon la CIAAW du platine est de 195,084. Par conséquent, 1 mmol/L de platine correspond à 195,084 mg/L de Pt. Pour un sel de composition connue, multipliez sa concentration en mg/L par le nombre d’atomes de Pt par unité de formule, puis par 195,084, et divisez le résultat par la masse molaire du sel en g/mol.
Pour le sel anhydre pur K2[PtCl4], la masse molaire est d’environ 415,08 g/mol et la fraction massique de platine est d’environ 0,4700, soit 47,00 %. Ainsi, 100 mg/L de ce sel correspondent à environ 47,00 mg/L de Pt, sous réserve d’une dissolution complète. Il s’agit d’un calcul de composition, et non d’une concentration dissoute mesurée. Tenez compte de la teneur réelle et de toute eau de cristallisation ; une pureté exprimée sur la base de la teneur en métaux ne correspond pas automatiquement à la fraction massique de platine dans l’ensemble du réactif.
Élimination et concentration en vue de la récupération
Il faut distinguer l’objectif de réduire la teneur en platine de l’eau traitée de celui de produire un flux exploitable pour la récupération. La séparation des solides, l’adsorption, l’échange d’ions et les procédés membranaires transfèrent le platine vers différents flux résiduels ; il faut tester les espèces concernées, la capacité et les performances de séparation dans une eau représentative. Le bilan doit prendre en compte le platine dans l’eau d’alimentation, l’eau traitée, les solides captés, les matériaux de traitement usagés et les concentrats liquides.
À titre d’exemple de bilan massique, 1 000 L d’eau d’alimentation contenant 1 mg/L de Pt renferment 1 000 mg de platine. Le transfert de 90 % de cette masse dans 10 L de concentrat donne 900 mg dans le concentrat, soit 90 mg/L de Pt et un facteur de concentration de 90. Il ne s’agit ni d’une efficacité d’élimination prévue ni d’un rendement de récupération prévu. Les performances réelles et l’aptitude du concentrat à une récupération ultérieure dépendent du procédé et de la composition de l’eau.