鉱物-水界面近傍における水の特性変化が物質移動と溶解に及ぼす影響

矿泉水界面附近水性质的变化对传质和溶解的影响

• 批准号: 03J11204
• 负责人: 横山 正
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J11204/
• 关键词: 流紋岩; 水; 電気二重層; 遠心分離

近年、数値計算や赤外分光法などによる分析・解析から,固体の表面近傍の水は表面の影響を受けて通常の水とは性質が大きく変化することが指摘されており,「水の構造化」,「氷の近い水」などと呼ばれ盛んに研究されている.本研究では,岩石内部の間隙に存在する水の状態を調べ,鉱物表面で水の性質がどのように変化し,また水の性質の変化が岩石内部での溶解・沈殿反応や物質移動の速度にどのような影響を及ぼしているかを評価することを目的としている.水が構造化する原因の一つとして,鉱物表面に生じる電荷の存在が考えられる.珪酸塩鉱物と水が接触すると,pHが中性付近では鉱物表面には一般に負電荷が発生する.これを電気的に中和するために,水中の陽イオンは表面近傍に集まり陰イオンは表面から遠ざかる.こうしてできる鉱物-水界面近傍のイオン分布は電気二重層と呼ばれている.多孔質な流紋岩の間隙水中の電気二重層の性質を調べるために,流紋岩を水溶液(Li^+,I^-=50μMを含む)中に浸して間隙を水で飽和させ,遠心分離により遠心力を段階的に上げながら間隙水を取り出して溶存イオン濃度の変化を調べた.その結果,I^-,Siの濃度は遠心力が上がるに連れて減少し,Na^+,Ca^<2+>,Li^+の濃度は逆に増加した.より高い遠心力で取り出される水は,より細い間隙にある水,もしくはより間隙表面に近い位置にある水と考えられる.すなわち,遠心力が上がるに連れてより表面の影響を強く受けた水が取り出されるため,表面電荷と異符号の陽イオン濃度が増加し,逆に陰イオン濃度は減少したと解釈できる.Siの濃度が高い遠心力で減少するのは,Siが陰イオンとして存在している可能性を示唆している.通常の水中では,Siは電気的に中性なSi(OH)_4として存在すると考えられているので,表面近傍でのSiの陰イオンの存在は,鉱物表面での水の性質の変化と関連している可能性が考えられる.この結果は,現在国際誌に投稿準備中である.

In recent years, numerical calculation, infrared spectroscopy, analysis and analysis, the influence of water near the surface of solids on the surface of solids, the properties of water in general, the structure of water, the near water, and the study of water. The purpose of this research is to adjust the state of water existing in the gaps inside the rock, change the properties of water on the surface of the rock, and evaluate the changes in the properties of water due to the dissolution and reflection inside the rock and the speed of material movement. Water tectonization is the cause of water tectonization, and the existence of electric charges on the surface of objects is examined. The pH of a neutral substance in contact with water is close to that of a negative charge on the surface of a substance. The electricity in the water is neutral, and the sun in the water is close to the surface. The distribution of electricity near the interface between water and matter is double layer. The properties of the electric double layer in porous rhyolite interstitial water are modulated. The rhyolite is immersed in aqueous solution (Li^+,I^-=50μM), the interstitial water is saturated, and the concentration of the interstitial water is modulated. As a result, the concentrations of I^-,Si decrease continuously,Na^+,Ca^<2+>,Li^+ increase continuously. The distance between the two sides of the gap is the distance between the two sides. The surface charge and positive concentration of different signs increase, while the negative concentration decreases. The concentration of Si decreases with the increase of far-reaching force. The possibility of Si negative concentration exists. In general, the neutral Si(OH)_4 of Si in water exists, and the negative Si in the vicinity of the surface exists, and the possibility of the change of water properties on the surface of an object is examined. The result is now in preparation for submission to the International Journal.