Refinando platino, plutonio, u otros metales determinados a menudo dependen de cómo se comporta el metal en las interfaces líquidas. ¿El reto? Los científicos tienen formas limitadas de analizar los detalles de las interfaces líquidas. Ahora, Los investigadores describieron con gran detalle cómo las moléculas de agua rodean un ión basado en platino. Su descripción incluye una estructura inesperadamente compleja que se forma en la superficie del líquido. El equipo notó no menos de tres formas diferentes de agua envolviendo el ion. La compleja estructura del agua es inesperada y crea comportamientos inusuales en comparación con los observados alrededor de iones más pequeños y ligeros en condiciones similares.

La refinación del platino y otros metales preciosos implica mover el metal deseado de un líquido a otro. Pero se sabe poco sobre cómo funciona esa transferencia a escala molecular. Este trabajo ayuda a explicar cómo el platino y otros metales pesados ​​se mueven y reaccionan a través de los líquidos.

Extraccion solvente, la tecnología de referencia para reprocesar desechos nucleares o refinar tierras raras y metales preciosos, implica la transferencia preferencial de una especie química objetivo entre dos fases inmiscibles a través de una interfaz líquido-líquido. Se conoce relativamente poca información a escala molecular sobre el mecanismo o los mecanismos de esta transferencia a través de una interfaz. ¿Por qué? En gran parte, la brecha de conocimiento se debe a que la mayoría de las sondas experimentales no pueden interrogar directamente las interfaces líquidas. Incluso las mejores sondas sensibles a la superficie solo son sensibles a componentes limitados de la estructura interfacial.

Para proporcionar una descripción a escala molecular de pesados, complejos aniónicos, como PtCl62-, con moléculas extractantes cargadas positivamente en la interfaz aire / agua, investigadores combinaron experimentos de rayos X de sincrotrón, espectroscopía de generación de frecuencia de suma sensible a la superficie (SFG), y simulaciones de dinámica molecular. Los rayos X proporcionados por Advanced Photon Source sondearon las características estructurales de los iones metálicos ubicados en la superficie. Una combinación de mediciones de dispersión y fluorescencia descubrió un proceso de adsorción de dos pasos que depende de la concentración de metal en la solución. La espectroscopía SFG reveló una estructura de agua única relacionada con esta adsorción. Un nuevo análisis de subconjuntos de simulaciones de dinámica molecular aclaró aún más los detalles de la estructura del agua interfacial resultante de los complejos aniónicos fuertemente hidratados. La investigación mostró que después de la adsorción, el PtCl ₆ ^2- Los complejos retienen parcialmente su primera y segunda esferas de hidratación. Es posible identificar tres tipos de moléculas de agua alrededor de los iones, diferenciados por su orientación y motivos de enlaces de hidrógeno. Los resultados tienen implicaciones importantes para el modelado predictivo de iones cargados en interfaces aire / agua.