化学教育への応用を目的としたイオン捕捉性担体による金属イオン系統分析法の開発

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・研究目的高校化学や分析化学において,金属陽イオンの系統分析は,イオン種の分離や塩の性質を学ぶ実験として取り上げられることが多い.しかし,分属試薬として硫化水素が用いられる第2属・第4属についての実験が安全性の確保などの観点から行われる機会が少なくなっている.そこで,硫化水素を用いない代わりに,金属イオンを化学吸着によって,分離・抽出できる固体担体を製作し,それを用いた金属陽イオンの系統分析法の開発を目的として,本研究では主に第2属・第4属の金属イオンに対する固体担体の特性を検討した.・研究方法シリカゲルに3種類のシランカップリング剤を用いて,表面の修飾を行った固体担体を作成し,第2属・第4属の金属イオン溶液(Cu,Ni,Zn)に浸漬することにより,イオン捕捉性の確認を行った.また,複数の金属イオンを含む溶液に対しての浸漬によって,金属イオンの分属が可能であるか検討した.・研究成果(1)金属イオンの捕捉性金属イオン溶液に浸漬させた固体担体の拡散反射スペクトルを測定したところ,それぞれの固体担体の試料表面においてアンミン錯体が形成していることが示唆された.また,吸着させる金属種によって固体担体の色が変化することから,複数の金属種の目視による検出が可能であることが考えられる.(2)金属イオンの分属に関する検討複数の金属イオンを含む溶液に本固体担体を浸漬させたところ,固体担体の色の変化が認められたが,浸漬前後の溶液の金属イオン濃度を測定したところ,金属イオンの吸着は選択的には起こらず,分属は不可能であった.現時点では,目標としている金属イオンの分属までは至っていないが,固体担体表面の詳細な吸着メカニズムの検討を行い,分属に適した吸着条件を考える必要がある.