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高温高圧水―炭化水素―塩混合系の分光研究

高温高压水-烃-盐混合体系的光谱研究

基本信息

批准号：
01J10449
负责人：
古高誠也
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続き、高温高圧水-炭化水素混合流体における塩の添加効果を調べた。実験はH_2OとD_2Oのモル比1:20の混合物に塩化ナトリウムを加えたものを試料水溶液とし、塩化ナトリウムの濃度0〜1M、温度473〜573K、圧力100〜350barのトルエン相と水相が共存する範囲でトルエンに溶解させて赤外スペクトルを測定した。試料水中のH_2O、HDO、D_2Oの存在比は1:40:400となる。これによってOH伸縮領域(3300〜3900cm^<-1>)の吸収が近似的にHDOのものとみなすことができる。実験で得られたスペクトルから同じ温度、圧力で測定したトルエンのみのスペクトルをリファレンスとしてHDOの吸光度を算出した。得られたトルエン中のHDOの赤外吸収スペクトルからは、まず、温度上昇に従ってOH伸縮領域の吸収強度が増加していることがわかった。これはトルエン相中の水の濃度が増加することを示している。また、水相に塩化ナトリウムを添加すると、吸収強度が減少することがわかった。水相への塩化ナトリウムの添加によって、積分強度が最大約40%減少することが見いだされた。すなわち、水相に塩が存在することによって、トルエン中の水の溶解度が減少することを示している。これはイオン-水分子間の相互作用が水-水分子間の相互作用よりも強いので、水分子が水相からトルエン相に移動しにくくなる(水相の化学ポテンシャルの減少)ためと考えられる。

In the past year, high temperature and high pressure water-carbonized water mixed fluid was added to the system. For the mixture of H_2O and D_2O with the ratio of 1:20, the concentration of H_2O in aqueous solution was 0 ~ 1M, the temperature was 473 ~ 573K, and the pressure was 100 ~ 350bar. The ratio of H_2O, HDO and D_2O in sample water is 1:40:400. The absorption of the OH stretch field (3300 ~ 3900cm^<-1>) is similar to that of HDO. The absorbance of HDO is calculated by measuring the temperature and pressure of the sample. The absorption strength of HDO in the expansion field increases due to temperature rise. The concentration of water in the water phase increases. The absorption intensity of the aqueous phase decreases as the absorption intensity increases. The water phase is reduced by about 40% due to the addition of water phase. The solubility of water in the aqueous phase decreases. The interaction between water molecules and water molecules is strong, and the water molecules move from aqueous phase to aqueous phase.