高温高圧水―炭化水素―塩混合系の分光研究

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。

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。