高圧下における炭酸水溶液中でのランタノイド元素の溶解度

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は,(a)天然の温泉水の分析,特にランタノイド含有量に関係する研究と,(b)耐圧容器を用いての炭酸ランタノイドの炭酸水への溶解の研究に大別される。前者(a)に関しては現在論文を準備している段階である。後者(b)に関しては,本年度より本格的に耐圧装置を用いての研究を開始した。その過程で,新たにいくつかの問題点が明らかとなってきた。まずpH測定関しては,1)装置の構造上電極部の細いものを使用せざるをえないことと,電極の材質がガラス製であることのため強度的に弱く(他の部分はステンレス製)破損しやすい,2)電極を挿入した状態で,電極挿入孔を完全に密封化にすることが難しい,という欠点が明らかとなった。そのため,当面はpHの測定を行わず,ランタノイドイオンと全炭酸濃度の測定のみの研究を進めることとした。第二の問題点としては,固液平衡に達するまでに要する時間が長いことである。例えば,25℃では一週間程度の期間が必要であり,繰り返し実験を考えると温度によっては,一点の測定に一ヶ月程度を要することがわかった。平衡到達時間を短縮することは不可能なので,本研究は極めて長期間を要する実験であることが明らかとなった。現在までに,全圧-気圧下においてLa,Gd,Erの炭酸塩について15,25,50,80℃で溶解度の測定を行ない,ランタノイドイオン濃度,全炭酸濃度とも温度上昇とともに減少することがわかった。直接比較可能な文献値はないが,本研究のデータを文献での温度に内挿した点は文献値とほぼ一致しており,本研究の測定が正確であることが示唆された。また,測定温度においてランタノイドイオン濃度は原子番号の順とは特に対応はしていない。今後,他のランタノイド元素についても測定を行い,ランタノイド全体についてのデータを集積するとともに,全圧を変えた実験も行ってゆく予定である。