| 研究概要 |
超臨界熱水条件下における金属元素の溶存状態に関する情報を得るためにイオン交換平衡に対するNaClの影響を実験により調べ、実験結果の熱力学的な解析を行なってきた。今までに、2価の鉄、マンガン、コバルト、ニッケル、亜鉛、カドミウム、鉛、マグネシウム、ストロンチウムに対して実験を行ない、アルカリ土類金属であるマグネシウムとストロンチウムを除いた他の金属イオンは超臨界熱水条件下ではトリクロロ錯体を形成して存在していることが分かった。また、そのトリクロロ錯体の生成定数をイオン半径に対してプロットしたところマンガンとカドミウムの間を頂点とした放物線が描かれる傾向が認められた。そこで、空白領域であるイオン半径の比較的大きな領域でのデータを得るために、2価の錫を用いて実験を行なった。実験系には、CaWO_4-SnWO_4-(Ca,Sn)Cl_2-H_2O系を用い、この系のイオン交換平衡に及ぼすNaClの影響に関する実験を行なった。実験条件は1kbar、500〜800℃および0.5kbar、600℃とした。実験結果を熱力学的に解析した結果、2価錫のトリクロロ錯体の生成定数(logK)として次の値が得られた:0.5(1kbar,500℃)、1.4(1kbar,600℃)、2.0(1kbar,700℃)、2.6(1kbar,800℃)、1.9(0.5kbar,600℃)。
錫のイオン半径はカドミウムと鉛の間に位置しており、上記の結果は、初めに述べたトリクロロ錯体の生成定数とイオン半径の関係から推定される値とほぼ一致している。しかしながら、このようなトリクロロ錯体とイオン半径の関係がどのような意味を持つかについては今のところ不明であり、今後の課題として残される。
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