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2016 年度 実績報告書

イオン液体はどのような溶媒か?反応エネルギー論にもとづくアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 26410157
研究機関鹿児島大学

研究代表者

神崎 亮  鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (50363320)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードイオン液体 / 反応熱力学 / 分光光度滴定 / カロリメトリー
研究実績の概要

平成28年度は、当初計画どおり、分光光度滴定法および熱量滴定法によってブチルメチルイミダゾリウム(C4mim+)系イオン液体中における銅(II)クロロ錯生成反応について、反応エネルギー論によりアプローチすることができた.特に実験的に困難なイオン液体中における錯生成反応熱を実測することが可能となったことにより、前年度より確度の高い情報を得ることができた.
その結果、イオン液体中における銅(II)イオンの反応性は、水溶液中よりも高く、DMFやアセトニトリルなど従来の有機溶媒と同程度であることが明らかとなった.さらに錯生成反応の駆動力も、興味深いことにこれら有機溶媒と同様に、脱溶媒和によるエントロピー増大が主要であることが分かった.このことは、イオン液体の金属イオンに対する溶媒和能に関して、イオン液体が電荷を持つために金属イオンは静電的に安定化されるか、逆に非配位性の溶媒陰イオンにより特異的に不安定化されるかという事前の予想を裏切るものである.金属イオンの反応熱力学量だけを見ると、イオン液体は従来の有機溶媒と同様の振る舞いをすると結論付けられそうである.
一方、イオン液体中に特有の現象として、溶媒が電荷を持つことによる第一溶媒和圏の電荷反発によって、有機溶媒よりも溶媒和数が小さいことが明らかとなった.その結果、クロロ錯生成反応はイオン交換的に起こり、反応エンタルピーは溶媒のドナー数よりも電荷の影響を高く受けていることが示唆された.
以上の結果は、Inorg. Chem. に投稿中である.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] パリ第6大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      パリ第6大学
  • [雑誌論文] Hydrogen bond in imidazolium based protic and aprotic ionic liquids2016

    • 著者名/発表者名
      HikariWatanabe, Hiroyuki Doi, Soshi Saito, Masaru Matsugami, Kenta Fujii, Ryo Kanzaki, Yasuo Kameda, Yasuhiro Umebayashi
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 217 ページ: 35-42

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.molliq.2015.08.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman Spectroscopic Speciation Analyses and Liquid Structures by High-Energy X-ray Total Scattering and Molecular Dynamics Simulations for N-methylimidazolium-Based Protic Ionic Liquids2016

    • 著者名/発表者名
      Hikari Watanabe, Hiroyuki Doi, Soshi Saito, Koichiro Sadakane, Kenta Fujii, Ryo Kanzaki, Yasuo Kameda, Yasuhiro Umebayashi
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 89 ページ: 965-972

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1246/bcsj.20160130

    • 査読あり
  • [学会発表] Dispersion and Flocculation of Polyacrylate-Coated Nanoparticle in Ionic Liquids2016

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kanzaki, Veronique Peyre, Jerome Fresnais, Clement Guilbert
    • 学会等名
      溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-09 – 2016-11-11
  • [学会発表] イオン液体1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミド中における銅(Ⅱ)クロロ錯生成反応熱力学2016

    • 著者名/発表者名
      内田 脩麻 ・神﨑 亮・ 冨安卓滋・児玉谷 仁
    • 学会等名
      分析化学年会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [学会発表] Thermodynamic Approach on Chemical Reaction in Ionic Liquid2016

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kanzaki
    • 学会等名
      CALCON 2016
    • 発表場所
      Hawaii (USA)
    • 年月日
      2016-07-31 – 2016-08-04
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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