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ギブズエネルギー3次微分量の精密測定による水溶液の特異な構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J01365
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物理化学
研究機関大阪大学

研究代表者

吉田 康  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード化学熱力学 / 水溶液 / ギブズエネルギーの3次微分量 / テトラヒドロフラン / 熱力学的3次微分量
研究実績の概要

ギブズエネルギーは全ての熱力学的な情報を含むため,複雑な情報を含む水溶液には有用な物理量であり,それを微分することによりさらに詳しい情報を得ることが出来る.そこで私たちは,水溶液のギブズエネルギーの3次微分量を求める事で,水溶液の混合様式および3次微分量そのものについて深い知見が得られると期待し,3次微分量に相当する部分モル体積,部分モルエントロピー,および部分モル体積の濃度微分量をテトラヒドロフラン(THF)水溶液について測定・計算した.
部分モルエンタルピーは混合熱測定し求めた.部分モルエントロピーはまず自作した蒸気圧測定装置により部分モル化学ポテンシャルを得て,先に求めた部分モルエンタルピーとの差より求めた.部分モル体積はKiyohara(Can. J. Cchem. 1978, 56, 2803-2807)のデータを使用して計算により求めた.これらの物理量を濃度で微分することにより3次微分量を得た.
部分モルエントロピー,エンタルピーの濃度微分量はモル分率0.022を頂点としたピーク型の異常が見られた.部分モル体積の濃度微分量はモル分率0.045を中心としたピーク型の異常が見られた.これは膨張率の濃度微分量と同じ傾向である.
今までのほとんどの単価アルコールのでは異なる3次微分量でもピークの濃度は同じ値を取るが,THF水溶液では異なる濃度にピークが表れている.この傾向はメタノール水溶液の3次微分量でも似たような傾向が見られる.メタノールは疎水基である-CH3を1つと親水基である-OHを1つからなる両親媒性であるが,THFも似たような両親媒性であることが予測される.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Third derivative thermodynamic quantities of aqueous tetrahydrofuran at 25 °C2015

    • 著者名/発表者名
      Koh Yoshida, Peter Westh, Akira Inaba, Motohiro Nakano, Yoshikata Koga
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 202 ページ: 40-45

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2014.11.029

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalies in the Third Derivatives of Gibbs Energy and Their Temperature Dependence in Aqueous 2-Butoxyethanol and Glycerol : On the so Called Koga Lines2014

    • 著者名/発表者名
      Koh Yoshida・Akira Inaba Yoshikata Koga
    • 雑誌名

      Journal of Solution Chemistry

      巻: (印刷中) 号: 4 ページ: 663-674

    • DOI

      10.1007/s10953-013-0122-7

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gradual Crossover in Molecular Organization of Stable Liquid H2O at Moderately High Pressure and Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      Y Koga, P Westh, K Yoshida, A Inaba, Y Nakazawa
    • 雑誌名

      AIP Advance

      巻: 4 号: 9 ページ: 097116-097116

    • DOI

      10.1063/1.4895536

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The Third Derivatives of Gibbs Energy and Mixing Scheme in Tetrahydrofuran Aqueous Solution2014

    • 著者名/発表者名
      Koh Yoshida, Akira Inaba, Yoshikata Koga
    • 学会等名
      JOINT EMLG & JMLG Annual conference Rome 2014
    • 発表場所
      Roma, Italia
    • 年月日
      2014-09-28 – 2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] テトラヒドロフラン水溶液のギブズエネルギー3次微分量の濃度依存性とその混合様式2014

    • 著者名/発表者名
      吉田康,稲葉章,中野元裕,Peter Westh,古賀精方
    • 学会等名
      第50回記念熱測定討論会
    • 発表場所
      大阪大学,豊中,大阪
    • 年月日
      2014-09-28 – 2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The Third Derivatives of Gibbs Energy and Mixing Schemes in Tetrahydrofuran Aqueous Solution2014

    • 著者名/発表者名
      Koh Yoshida, Akira Inaba, Yoshikata Koga
    • 学会等名
      The International Symposium on Structural Thermodynamics 2014
    • 発表場所
      大阪大学,豊中,大阪
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Third Derivatives and Mixing Schemes of Aqueous Tetrahydrofuran2014

    • 著者名/発表者名
      Koh Yoshida, Akira Inaba, Yoshikata Koga
    • 学会等名
      The International Conference on Chemical Thermodynamics
    • 発表場所
      Durban, South Africa
    • 年月日
      2014-07-27 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ギブズエネルギー高次微分量によるテトラヒドロフラン水溶液の混合様式の研究2014

    • 著者名/発表者名
      吉田 康, 稲葉 章, 古賀 精方
    • 学会等名
      日本化学会第94回春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知
    • 年月日
      2014-03-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 熱力学高次微分量の濃度および温度依存性からみる、テトラヒドロフラン水溶液の混ざり方2013

    • 著者名/発表者名
      吉田 康, 稲葉 章, 古賀 精方
    • 学会等名
      第49回熱測定討論会
    • 発表場所
      千葉工業大学津田沼キャンパス, 千葉
    • 年月日
      2013-11-02
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ON THE SO-CALLED KOGA LINE.2013

    • 著者名/発表者名
      Koh Yoshida・Akira Inaba Yoshikata Koga
    • 学会等名
      The Fifth International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies of Materials
    • 発表場所
      横浜情報文化センター, 神奈川
    • 年月日
      2013-10-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] テトラヒドロフラン水溶液野ギブズエネルギーの3次微分量とその濃度依存性・温度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      吉田 康, 稲葉 章, 古賀 精方
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ, 京都
    • 年月日
      2013-09-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Anomalies in the Third Derivatives of Gibbs Energy and Their Temperature Dependence for Aqueous Tetrahydrofuran : Another Example of the Koga Line?2013

    • 著者名/発表者名
      Koh Yoshida・Akira Inaba Yoshikata Koga
    • 学会等名
      EMLG/JMLG Annual Meeting 2013
    • 発表場所
      リール, フランス
    • 年月日
      2013-09-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 25 °C におけるテトラヒドロフラン水溶液の様々な ギブズエネルギーの 3 次微分量

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/micro/report/rcst/2014/2014res08.html.ja.pdf

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 構造熱化学研究構造熱科学研究センター 阪大化学熱力学レポート

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/micro/report/rcst/2013/2013res05.html.ja

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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