イオン対の抽出機構とその溶液内構造の研究

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本研究においては、単純なイオン対抽出系について、その抽出平衡の熱力学および、イオン対の構造を明らかにすることを目的として実験を行った。イオン対の抽出の熱力学的なステップを、各イオンの水相から有機相への移行、そして有機相中でのイオン会合という仮想的な2段階に分離することによりイオン対抽出を熱力学的な移行のエネルギーで説明することが出来た。陽イオンとしては対称でメチレン基のいろいろな長さのもの、および非対称な第4級アンモニウムイオンを用いた。陰イオンとしては、大きさと形の異なる無機イオン、およびピクリン酸イオンを用いた。これらの抽出平衡、および有機溶媒内の副反応を考慮に入れ、単純かつ基本的なイオンの移行のエネルギーを求めた。次に伝導度測定より有機溶媒中のイオンの極限伝導度およびイオン対解離平衡を求めた。これらの値より有機溶媒中の溶存イオン種の大きさまた形状およびイオン対の構造が推定できた。これらの結果により、これまで例外として取り扱われてきた非対称化学種の抽出系の結果も定量的に説明できた。さらに、これらの手法をより複雑な系であるポリエーテル誘導体錯体のイオン対解離平衡にも応用した。電気伝導度の結果より、イオン等位の解離定数、Stokes半径が求められ、錯イオンの構造も明らかになった。ピクリン酸イオンのイオン対の吸収スペクトルも測定され、解析の結果より遷移エネルギーが求められた。これらの結果を分子軌道計算による理論との比較検討を行い、良好な結果を得た。