異相界面でのイオン移動と電子移動の相関性に立脚した選択的イオン分離の研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01470035
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 木原 壮林 京都大学, 化学研究所, 助教授 (60161543)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宗林 由樹 京都大学, 化学研究所, 教務職員 (50197000)
• Keywords: 液々、液膜界面 / イオン移動 / イオンの特性 / 溶媒物性 / 電子移動 / 標準酸化還元電位 / 選択的イオン分離 / 理論と実験

Research Abstract

水相/有機相あるいは水相/膜界面でのイオン移動反応は、両相間のガルバニ電位差によって支配される。本研究は、両相中にそれぞれ酸化体(あるいは還元体)および還元体(あるいは酸化体)を加え、両相間のガルバニ電位差を微妙に制御することによって、精確なイオン分離を可能にしようというものである。そのために行った平成元年度の研究は次のとおりである。
1.水相/有機相界面での電子移動の理論的解釈.
フェリシアン、フェロシアン、水酸イオン、ヒドロキノンあるいはNADHなどを含む水相とフニロセン、テトラチアフルバレンあるいはテトラシアノキノジメタンなどを含む有機相との間では界面酸化還元反応が生じることを液々界面電荷移動ボルタンメトリ-によって明らかにした。また、電子移動反応は、両相中での添加分子(イオン)の標準酸化還元電位、濃度、拡散係数、活量によって表現できることを実証した。この研究によって、水相/有機相間のガルバニ差は、両相に加える酸化還元剤を選択することによっておおまかに調節でき、酸化還元剤の濃度を変えることによって詳細に調節できることが分かった。
2.各種イオンの移動電位と温度、共存塩の効果.
各種イオンの水相/有機相界面移動をガルバニ電位差と移動量の関数として、上記ボルタンメトリ-で研究し、界面移動エネルギ-をイオン半径・電荷、溶媒物性を念頭において解釈した。界面イオン移動におよぼす温度の効果は、溶媒物性の温度変化によって説明され、水相共存塩の効果は、水の活量変化および水相中でのイオン対生成によって説明された。
3.上述の成果をもとに、電子移動反応によってガルバニ電位差を規制した界面でのイオン移動反応を調べ、各種カチオン、アニオンの高選択的分離が可能である見通しを得、現在、生体内反応との関係も考察中である。

Research Products

• [Publications] Sorin Kihara,et al,: "The electron transfer at a liquid/liquid interface studied by current-scan polarography at the electrolyte dropping electrode." J.Electroanal.Chem.271. 107-125 (1989)
• [Publications] Mitsuko Suzuki,et al.: "Effect of temperature on the ion transfer at the aqueous/organic solution interface studied by current-scan polarography with the electrolyte solution dropping electrode." J.Electroanal.Chem.
• [Publications] Kohji Maeda,et al.: "Voltammetric study on the oscillation of potential difference at a liquid/liquid interface accompanied with ion transfer." J.Electroanal.Chem.
• [Publications] Kohji Maeda,et al.: "Voltammetric interpretation of the ion transfer coupled with the electron transfer at a liquid/liquid or a liquid/membrane interface." J.Electroanal.Chem.