Sales y compuestos comunes de osmio en el agua
El osmio puede presentarse en distintas formas químicas en el agua, y la identidad del compuesto es importante al interpretar las mediciones o evaluar el tratamiento. Los compuestos siguientes son reactivos especializados representativos, no una lista de formas cuya prevalencia en aguas naturales o industriales esté demostrada. Para obtener más información general, consulte la página sobre el osmio.
Para una evaluación más amplia del agua, consulte la página sobre el osmio en el agua.
Compuestos representativos y sus diferencias
| Compuesto | Fórmula | Importancia para la evaluación del agua |
|---|---|---|
| Hexacloroosmiato(IV) de potasio | K2[OsCl6] | Una sal compleja iónica que contiene un complejo clorado de osmio. Su comportamiento no debe deducirse del de un óxido de osmio. |
| Osmiato(VI) de potasio dihidratado | K2OsO4·2H2O | Una oxosal diferente suministrada como hidrato. El estado de hidratación afecta a la masa fórmula y a las comparaciones expresadas en términos de masa. |
| Tetróxido de osmio | OsO4 | Un óxido molecular, no una sal. Es soluble en agua, volátil y peligroso; sus propiedades no deben atribuirse a todos los compuestos de osmio. |
Los catálogos de los fabricantes identifican el hexacloroosmiato(IV) de potasio y el osmiato(VI) de potasio dihidratado. La ficha del tetróxido de osmio en la guía de bolsillo de NIOSH documenta sus peligros y propiedades físicas. Un valor de solubilidad medido debe asociarse al compuesto exacto, incluido su hidrato cuando corresponda, y a las condiciones de ensayo indicadas. Las identidades de esta tabla, por sí solas, no establecen valores numéricos de solubilidad ni justifican clasificar las sales como solubles o insolubles.
Especiación y expresión de las concentraciones
Un resultado expresado como osmio total no identifica qué compuesto o estado de oxidación está presente. Comparar las concentraciones de la muestra total y de la muestra filtrada puede ayudar a distinguir las fracciones asociadas a partículas y las que atraviesan el filtro, definidas operativamente, pero la filtración por sí sola no determina la especiación molecular. Cuando la identidad del compuesto influya en una decisión de tratamiento, el método analítico debe tener en cuenta las formas de interés y la matriz de la muestra. El muestreo y la interpretación también deben considerar si alguna forma de osmio podría estar presente fuera de la fase líquida.
Al comparar datos, compruebe cómo se expresan las concentraciones. Una concentración en mg/L como Os indica la masa de osmio por litro; no equivale a mg/L de un compuesto de osmio. Para un compuesto identificado, la fracción másica de osmio es nOs × MOs / Mcompuesto, donde nOs es el número de átomos de osmio por unidad fórmula y la masa molar del compuesto incluye toda el agua de hidratación. La concentración del compuesto multiplicada por esta fracción da la concentración equivalente expresada como Os.
Evaluación del tratamiento y contabilización de las fases
Las opciones de tratamiento dependen de la especie química y de la matriz del agua. Puede ser pertinente separar el material asociado a partículas y evaluar la adsorción, el intercambio iónico o los procesos de membrana para las formas disueltas, pero no se puede dar por supuesto su rendimiento para un compuesto de osmio no especificado. Antes de sacar conclusiones sobre la eliminación, se necesita una evaluación específica para la especie química, a escala de laboratorio o de otro tipo representativo; no existe una cifra de rendimiento universal para filtros o resinas respecto al osmio.
Una concentración medida más baja en el líquido demuestra un cambio en esa fase muestreada, no necesariamente la recuperación o eliminación del osmio. La interpretación debe tener en cuenta las fases líquida, sólida y aérea pertinentes, especialmente si se identifica un compuesto volátil como el OsO4. La distinción fundamental es entre el cambio en la concentración medida, la forma química presente y el destino final del osmio.
Interpretación de los datos de solubilidad en agua
Thermo Scientific indica que el osmiato(VI) de potasio dihidratado es soluble en agua. Esta descripción cualitativa no especifica una concentración de saturación ni una temperatura de ensayo. En el caso del hexacloroosmiato(IV) de potasio, la especificación de identidad citada anteriormente no constituye una medición cuantitativa de la solubilidad; obtenga datos del reactivo exacto y de las condiciones de la disolución antes de utilizarlos en un cálculo de diseño.
A modo de comparación, NIOSH indica una solubilidad del tetróxido de osmio del 6 % a 77 °F (25 °C). Este valor corresponde a un óxido, no a una sal de osmio. Mantenga la base de expresión de la fuente en lugar de convertir directamente a mg/L un porcentaje cuya base no se especifica. La solubilidad en agua no elimina la necesidad de evaluar la volatilidad y las vías de exposición.
Ejemplo de conversión de concentraciones
Utilizando el peso atómico estándar del osmio de la CIAAW, 190,23, y la masa molar de 368,45 g/mol indicada por el fabricante para el osmiato(VI) de potasio dihidratado:
mg/L como Os = mg/L de dihidrato puro × 190,23 ÷ 368,45.
La fracción másica de osmio calculada es aproximadamente del 51,63 %. Por tanto, 100 mg/L de dihidrato puro corresponden a 51,63 mg/L como Os si todo su osmio está presente en la fracción medida. Un mmol/L de osmio elemental corresponde a 190,23 mg/L como Os. Corrija los cálculos según la pureza del reactivo y utilice la fórmula exacta del hidrato. Estos son cálculos de composición, no límites de solubilidad ni instrucciones de preparación.
Balance de masas de concentración y recuperación
Cuando una separación validada transfiera osmio a un volumen recogido menor, calcule la concentración a partir de la masa realmente recuperada:
Concentración recuperada = concentración de alimentación × volumen de alimentación × fracción másica recuperada ÷ volumen recuperado.
Por ejemplo, 1.000 L a 1 mg/L expresado como Os contienen 1 g de osmio. Si se recupera el 90 % en 10 L, la concentración resultante es de 90 mg/L expresados como Os, lo que supone un factor de concentración de 90. Este es un balance de masa ilustrativo, no un proceso recomendado para el osmio ni una recuperación garantizada.
La eliminación del osmio del agua tratada, la recuperación en una corriente recogida y la pureza del producto son resultados distintos. Incluya en la evaluación los residuos, los líquidos de lavado y cualquier pérdida pertinente al aire. Cuando pueda haber tetróxido de osmio, no debe suponerse que la evaporación o la aireación abiertas permitan concentrarlo o eliminarlo de forma segura: son esenciales una evaluación competente de la seguridad del proceso y una contención adecuada.
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