Role of negative charge-assisted hydrogen bonds in adsorption of organic compounds with weak acid groups to humic substances

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弱酸基を持つ有機化合物の負書物質への吸着に負電荷支援型水素結合（(-)CAHB））が果たす役割を調べるあたり、初年度は、腐植物質同心の相互作用に(-)CAHBが働いているかどうかを調べることとした。腐植物質同士の間の相互作用に(-)CAHBが働いているとすれば、腐植物質のpKa付近で(-)CAHBが最も結ばれ、その結合は超分子の内部に隠され、表面の電荷が下がると考えた。そこで、国際腐植学会で頒布している標準フミン酸（Suwannee River Humic Acids III：SRHAIII)のpH3～10の間の表面電荷をイオン強度一定に調整して調べた。一般的に剛直なコロイド粒子の表面電荷は、pHの増加とともに負の電荷が大きくなる。SRHAIIIの表面電荷は、pHの調整直後は、pHの上昇とともに負の電荷が大きくなる傾向を示したものの、経時的にpKa付近で上昇する傾向が見られた。次に、種々の長さのアルキル鎖にカルボキシ基を有す低分子の有機酸をSRHAIIIの水溶液に添加し、イオン強度を一定に調整してpH3～9の表面電荷を調べた。その結果、SRHAIIIの表面電荷が上昇した部分の下降が、低分子有機酸の濃度の上昇に伴って大きくなる傾向を示した。さらに、サイズ排除クロマトグラフィーでpHおよび低分子有機酸の添加によるSRHAIIIの平均分子量の変化を調べた。その結果、SRHAIIIの平均分子量は、低分子有機酸の添加により従来考えらえて来た水素結合が結ばれるpHの範囲ではなく、SRHAIIIのpKa付近で、より小さくなる傾向を示した。これらの現象が(-)CAHBによるものかどうかを分光学的手法を用いて解明していく予定である。