油水界面イオン移動における共抽出水分子の役割

共萃取水分子在油水界面离子转移中的作用

• 批准号: 08640776
• 负责人: 大堺 利行
• 金额: --
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08640776/
• 关键词: 油水界面; イオン移動; 水の共抽出; NMR; ハロゲン化物イオン; ニトロベンゼン; ケミカルシフト; 回転相関時間

油水界面でのイオン移動プロセスを理解するうえで,油相中のイオンと水分子との会合状態を明らかにすることは重要である。本研究では,重水素置換ニトロベンゼン(NB-d_5)にハロゲン化物イオン(Cl^-,Br^-,I^-)を溶解させ,これに一定量の水を添加して^1H-NMR測定を行い,水のプロトンの化学シフトと緩和時間を測定した。これより,NB-d_5中のイオンと水分子との会合状態について検討した。NMRによる水のプロトンのシグナルはシングレットで,2.4〜3.5ppmに現れた。この化学シフトの大きさはイオンと水分子との間の水素結合の強さを反映すると考えられるが,これはイオンの種類により異なり,またNB-d_5中の水濃度にも依存して変化した。イオンと水分子が1対1で結合していると予想される水濃度0mM付近での化学シフトは,Cl^-(3.46)>Br^-(2.87)>I^-(2.56)>NB-d_5のみ(2.41)[ppm]となり,イオン半径が小さく表面電場が大きいほど低磁場側にシフト,すなわち水と強く結合していることがわかった。このことは,緩和時間から算出した回転相関時間の傾向:Cl^-(300)>Br^-(250)>I^-(230)>NB-d_5のみ(220)[fs]からも示された。しかし,これらの回転相関時間の値は重水中の重水分子の値(2000〜3000fs)と比較すると一桁程小さく,これは水中の水が三次元的クラスターを形成しているのに対し,NB-d_5中のイオンと水の結合が一次的であるためだと考えられる。

It is important to understand the movement of the oil-water interface and the convergence of the water molecules in the oil phase. In this study, we determined the solubility of heavy water replacement compounds (NB-d_5), the addition of a certain amount of water, and the determination of the chemical transition time of water. In NB-d_5, water molecules meet in a state of convergence. NMR spectra of water at 2.4 ~ 3.5 ppm were obtained. The chemical composition of the compound depends on the water concentration in the NB-d_5. Water molecules are bound to each other by 1 to 1, and water concentrations of 0mM are close to each other. Cl^-(3.46)>Br^-(2.87)>I^-(2.56)>NB-d_5 (2.41)[ppm],Cl^-(3.46)>Br^-(2.56)>NB-d_5 [ppm], Cl ^-(3.46)>Br^-(2.87)>I^-(2.56)> NB-d_5 [ppm]. The trend of correlation time is Cl^-(300)>Br^-(250)>I^-(230)>NB-d_5 ^-(220)[fs]. The correlation time between heavy water and heavy water molecules (2000 ~ 3000fs) is smaller than that between heavy water molecules and heavy water molecules (2000 ~ 3000fs).

项目成果

T.Osakai: "Quantum Chemical Approach to the Gibbs Energy of Ion Transfer between Two Immiscible Liquids" J.Electroanal.Chem.412・1+2. 1-9 (1996)

T.Osakai：“两种不混溶液体之间离子转移吉布斯能的量子化学方法”J.Electroanal.Chem.412・1+2 (1996)。