混合溶媒を用いる微量金属イオンの抽出フローインジェクション分析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455388
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 和田 弘子 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (50024261)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安井 孝志 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (60270998) ; 湯地 昭夫 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (60144193) ; 山田 碩道 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (50021613)
• Keywords: 混合溶媒 / イオン会合系抽出 / イオン会合体の生成定数 / イオン会合体の分配定数 / PAN-S / 逆相イオン対HPLC / 1-オクタノール / オクタン

Research Abstract

本研究では、溶媒抽出フローインジェクション分析法を構築する上で重要であると考えられる2つの項目について基礎的なデータの収集を行った。それぞれに関して得られた知見を以下に示す。
1.錯体に抽出における非ハロゲン系混合溶媒の評価(抽出性、相分離性)
金属イオンの抽出試薬を決定する上で、高感度で安定な錯体を形成すること、金属イオン間で抽出性ができるだけ異なることを考慮し、ピリジアルアゾナフトールースルホン酸(PAN-S)系を選択した。これらの化合物は金属イオンと陰イオン性の錯体を形成するため、イオン会合に基づく選択性が抽出において付加される。従来イオン会合系の抽出において最も使用頻度の高いクロロホルムなどのハロゲン系溶媒は環境問題および人体への有害性が指摘されるようになり、その使用がこのまま許されることは難しい情勢にある。そこで銅(II)-PAN-S系を用いてこれらの溶媒に代わりうる溶媒系を検討した結果、1-オクタノール・オクタン混合溶媒が、抽出性も相分離性も満足できる溶媒として使用が可能であることがわかった。また、その混合比によりイオン対の分配を制御できることも明らかとなった。
2.金属イオン間の抽出分離に対する錯形成試薬の評価(HPLCの利用)
銅(II)-PAN-S系の抽出平衡を詳細に解析することにより、従来ほとんど明らかにされていない、イオン対の生成定数と分配定数も見積ることができた。イオン対の分配定数と逆相イオン対HPLCの保持係数との相関性に着目し、HPLC上で錯形成試薬の評価を行った。数種のピリジルアゾ化合物の鉄、コバルト、ニッケル、銅錯体の逆相固定相へのイオン対分配を調べた結果、PAN-S系では、銅あるいはコバルト錯体はイオン会合試薬が存在しても固定相にほとんど保持されず、ニッケルおよび鉄錯体に比べてイオン対としての分配が著しく劣ることが示された。この試薬系を上述の混合溶媒系と組み合わせることにより、フローインジェクションにおいて有用な抽出分離系となることが期待される。

Research Products

• [Publications] Hiroshi NIWA: "Use of 2-Quinolylazo Compounds for Reversed-Phase High-Performance Liquid Chromatographic Separation of Metal Ions." Journal of Chromatography A. 789. 491-496 (1997)
• [Publications] Hiroshi NIWA: "Separation and Simultaneous Determination of Cobalt, Nickel and Copper with 2-(4-Methyl-2-quinolylazo)-5-diethylaminophenol by Reserved-Phase High-Performance Liquid Chromatography." Talanta. 45. 349-355 (1997)
• [Publications] Hiromichi YAMADA: "Utility of an Octane/1-Octanol Mixed Solvent for the Determination of Formation and Partition Constants of Ion Associates in the Extraction of Copper (II) with 2-(2-Pyridylazo)-1-naphthol-4-sulfonic Acid and with Tetrabutylammonium Cation." Analytical Sciences. 13. 545-551 (1997)
• [Publications] Hiroshi NIWA: "Retention Behavior of Anionic Complexes of Cobalt (III) in Reversed-Phase HPLC. Importance of Local Charge Distribution within the Complex" Analytical Sciences. 13. 643-645 (1997)
• [Publications] Akio YUCHI: "Adsorption Mechanism of Trivalent Metal Ions on Chelating Resins Containing Iminodiacetic Acid Groups with Reference to Selectivity" Analytical Chemistry. 69. 2941-2944 (1997)