三元ヘテロポリ酸と染料陽イオンとのイオン会合反応の平衡論的、速度論的研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01470037
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 本水 昌二 岡山大学, 理学部, 助教授 (50032826)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大島 光子 岡山大学, 理学部, 助手 (80108117)
• Keywords: ヘテロポリ酸 / 染料陽イオン / イオン会合反応 / 吸光光度法 / リン / ケイ素 / ストップトフロ-法 / フォトダイオ-ドアレイ分光法

Research Abstract

最近の半導体関連分野における超微量ケイ素(Si)定量の必要性を考慮し、リンのヘテロポリ酸生成、染料陽イオンの挙動の検討と同時併行的に、Siの分析法を完成させた。Siのヘテロポリ酸は極低濃度では反応速度は非常に遅いことを見い出し、反応促進の為の基礎検討を行った。その結果sub-ppb量のケイ酸を定量的に反応させることに成功した。これに基づき、染料陽イオンとの反応に研究を進めることが可能となった。Siのヘテロポリ酸ーマラカイトグリ-ン(MG^+)の反応に基づく吸光光度法として、水溶液法、メンブランフィルタ-吸着口過法、フロ-ティション/溶解法及び抽出法、更に超高感度定量法としてフロ-ティション/対イオン交換抽出法を開発し、pptのSiの定量が初めて可能となった。
本研究の主題は染料陽イオンとの反応性である。その為に染料陽イオンの挙動を正確に把握する必要があり、水溶液での水素イオン、水酸化物イオンとの反応について平衡論、速度論の両面から検討を行った。これはフォトダイオ-ドアレイ分光光度計を用いるストップトフロ-法によった。その結果6〜7種の分子種間の平衡と反応速度を解析することに成功した。リンのヘテロポリ酸生成反応速度の検討結果よりV、Zrを含む三元ポリ酸は室温でも迅速に反応するが、二元ヘテロポリ酸の生成速度は非常に遅いことがわかった。しかし二元ポリ酸もMG^+共存下では反応速度が非常に速くなるという興味深い事実を見い出した。この現象を解明するために現在研究を進めているが、この現象の分析的応用性は非常に大きく、リン、ヒ素、Siなどの迅速高感度定量法開発の有力な手段の一つとなる。この反応促進効果は疎水性有機陽イオンの第四級アンモニウムイオンにおいても見られ、イオン会合反応の大きな寄与を示唆している。この現象は次年度も集中して研究する価値があり、二元、三元ポリ酸と陽イオンとの平衡論、速度論を解明する重要なキ-となる。

Research Products

• [Publications] S.Motomizu et al.: "Spectrophotometric determination of silicate in water with molybdate and malachite green" Analytical Science. 5. 85-88 (1989)
• [Publications] S.Motomizu et al.: "Spectrophotometric determination of silicate with molybdate and malachite green by flotation/dissolution and filtration/dissolution methods" Analyst(London). 114. 1679-1683 (1989)
• [Publications] S.Motomizu et al.: "Spectrophotometric determination for silicate with molybdate and cationic dves by flotation/extraction method" Analytical Science. 5. 767-769 (1989)
• [Publications] S.Motomizu et al.: "Spectrophotometric determination of silicate with molybdate and malachite green" Proceedings of the Third Korea-Japan Japan Joint Symposium on Analytical Chemistry. 201-206 (1989)
• [Publications] S.Motomizu et al.: "Sensitivity enhancement of silicate determination by flotation/exchange extraction" Analytical Chemistry.