水溶液の凍結による局所的な異常濃縮,pH変化効果を利用した炭酸ガスの還元固定化

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予備的な実験で炭酸アンモニウムと硫化アンモニウムあるいは亜硫酸アンモニウムを含む水溶液を酸性条件下で凍結することにより氷の結晶粒界への水溶液の濃縮が起こり,反応が促進され,メタノールが生成されることを見いだし,この現象を詳しく研究した。まず比較的高濃度の硫化物の存在下で水中のサブミリモーラーレベルのメタノールを精度良く測定する方法の開発が必要であることが分かった。しかし,直接分析することは硫化物イオンのために非常に困難であることがわかった。そのため存在している硫化物イオンを銅イオン,亜鉛イオンにより沈澱し分離除去した後に分析を行う方法を検討した。その結果,硫化物イオンを分離除去したメタノールを,過マンガン酸カリウムによりホルムアルデヒドに酸化し,クロモトロプ酸法による比色法でメタノールの定量が可能であることを見いだした。この結果は現在論文を作成中である。一方,凍結による炭酸イオンの還元は再現性が悪く,十分信頼できるデータを得ることはできなかった。また,ホルムアルデヒド,ギ酸,メタンなどの有機物の分析を種々の還元剤,種々のpHで検出を試みたが,いずれの化合物を検出することもできなかった。亜硝酸イオンの溶存酸素による凍結過程での反応促進効果機構の解明から,反応が進む可能性は十分にあるが今回の研究では発表できるデータを得られたと言うことはできない。凍結条件,氷の生成のしかたなど,まだ十分にコントロールできていないものがあると考えられ,その解明を行う必要がある。また,今回の研究の中で,凍結速度を制御しながら下からゆっくりと凍結を行った場合,揮発性の溶存物質が気相に逃散することを見いだした。凍結による組成変化と考えることができ,さらに詳細な検討が必要である。