ギブズエネルギー３次微分量の精密測定による水溶液の特異な構造の解明

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ギブズエネルギーは全ての熱力学的な情報を含むため，複雑な情報を含む水溶液には有用な物理量であり，それを微分することによりさらに詳しい情報を得ることが出来る．そこで私たちは，水溶液のギブズエネルギーの3次微分量を求める事で，水溶液の混合様式および3次微分量そのものについて深い知見が得られると期待し，3次微分量に相当する部分モル体積，部分モルエントロピー，および部分モル体積の濃度微分量をテトラヒドロフラン(THF)水溶液について測定・計算した．部分モルエンタルピーは混合熱測定し求めた．部分モルエントロピーはまず自作した蒸気圧測定装置により部分モル化学ポテンシャルを得て，先に求めた部分モルエンタルピーとの差より求めた．部分モル体積はKiyohara（Can. J. Cchem. 1978, 56, 2803-2807）のデータを使用して計算により求めた．これらの物理量を濃度で微分することにより3次微分量を得た．部分モルエントロピー，エンタルピーの濃度微分量はモル分率0.022を頂点としたピーク型の異常が見られた．部分モル体積の濃度微分量はモル分率0.045を中心としたピーク型の異常が見られた．これは膨張率の濃度微分量と同じ傾向である．今までのほとんどの単価アルコールのでは異なる3次微分量でもピークの濃度は同じ値を取るが，THF水溶液では異なる濃度にピークが表れている．この傾向はメタノール水溶液の3次微分量でも似たような傾向が見られる．メタノールは疎水基である-CH3を1つと親水基である-OHを1つからなる両親媒性であるが，THFも似たような両親媒性であることが予測される．