空間電場を持つ油水界面における溶媒分子の配向と運動性

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08874064
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 中林 誠一郎 埼玉大学, 理学部, 助教授 (70180346)
• Keywords: カー効果 / 液-液界面 / 空間電場

Research Abstract

ニトロベンゼンと水のように互いに混じり合わない液体が接すると、液-液界面が出来る。この時、両者にイオンを溶かし、それぞれの相に電極を付けて電圧を加える。電位差はイオンのスクリーニングによって相の中には進入出来ないので、2つの固液界面と1つの液液界面に空間電場が発生する。本研究では、(1)液系面に発生する空間電場が溶媒分子を配向させる事、(2)分子が配向した2次元層の反応の特異性、について研究をおこなった。電位規制したニトロベンゼンと水の界面に偏光したレーザー光を入射すると、界面に加える電位差に応じて界面を透過したレーザー光の偏光面が回転する現象を発見した。界面での電位降下は高々1Vと小さいものの、デバイ距離が数十ナノメータと小さいために、空間電場内の電場強度は著しく大きい。このため、ニトロベンゼンは電場方向に1軸配向し屈折率に異方性が出来る。屈折率の異方性がある媒質に直線偏光を入射すると、カー効果によって、偏光面が回転する。つまり、液液界面の偏光回転は静的なカー効果を反映すると考えられる。また、界面に電極を固定し金属イオンの析出をおこなうと、界面にだけ局在した2次元的な金属析出が起こる。これは、金属イオンの拡散に大きな異方性があり、界面内の2次元拡散定数が極めて大きいことを意味する。この結果は、界面で分子が配向しているため溶液の内部とは異なった周期性の高いポテンシャルの中をイオンが拡散する速度は、ランダムなポテンシャルの中を拡散する速度よりも大きい事を示唆する。

Research Products

• [Publications] S.Nakabayashi: "Dissociative Adsorption Dynamics of Formaldehyde on Platinum Electrode Surbace." Chemical Physics. 205. 269-275 (1996)
• [Publications] S.Nakabayashi: "In Situ Optical Second Harmonic Studies of Electrochemical Deposition of Tellunium" J.Electroanalytical.Chemistry. 401. 95-101 (1996)
• [Publications] S.Nakabayashi: "Nou-Linear Iron Electrochemical Dscillafor : Coapling and Photo Effects." J.Electrochem.Society. 143. 2258-2262 (1996)
• [Publications] S.Nakabayashi: "Dissipation Structure of Electrochemical Hydrodgualuic Couvection" J.Physical.Chemistry. 100. 714-717 (1996)
• [Publications] S.Nakabayashi: "Anomalous Brauching Ratio in the Femutosecond Surbace Chemistry of O_Z/Pd(111)" Surface.Science. 363. 204-213 (1996)
• [Publications] S.Nakabayashi: "In Situ Optical Socoud Harmonic Study of Electrochemical Oxidation of Formalclediyde" Chemistry Letters. 529-530 (1996)
• [Publications] 渡辺正・中林誠一郎: "電子移動の化学" 朝倉書店, 186 (1996)