2002 Fiscal Year Annual Research Report
水相/有機相界面での全電解を基礎とする分離・定量法の実用化と絶対定量法の確立
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13554031
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
木原 壯林 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (60161543)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 煕一 北斗電工株式会社, 相談役(研究職)
吉田 裕美 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助手 (40314306)
前田 耕治 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助教授 (00229303)
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| Keywords | 全電解法 / クーロメトリー / 水相 / 有機相界面 / イオン移動 / 界面撹拌型電解セル / 流液型電解セル / 迅速電解 / 高精度 |
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| Research Abstract |
溶液中の全ての物質の全電解法は、絶対定量法(クーロメトリー)、分離濃縮法、試薬の調製・合成法として極めて有用であるが、その適用は、酸化還元可能な物質に限られていた。本研究は、水相/有機相界面に印加した界面電位差によって水相(または有機相)中の目的イオンの全てを有機相(または水相)に移動させる新規全電解法を実用化し、全電解法の適用範囲を酸化還元しないイオンへまで拡張しようとしたものである。平成14年度は次の成果を得た。
1、電解セルの開発 前年度の研究によって、精度・再現牲が良く定量的な全電解法の達成には、迅速電解が肝要であり、迅速電解は、試料溶液の容量(V)に対する界面面積(A)の割合(A/V)が大きく、界面拡散層の厚さ(δ)が薄いとき実現できることが分かっていた。また、界面を直接撹拌して迅速電解する界面撹拌型電解セルを考案していた。本年度は、内径1mmの多孔質テフロンチューブの内部に直径0.8mmの塩化銀被膜銀線を挿入してこれを作用電極とし、チューブの外側に銀線を巻いてこれを対極とした流液型電解セルを開発した。電解は、チューブを有機相中に浸し、作用電極銀線とチューブの間隙に試料水溶液を流して行なった。このセルでは、A/Vが極めて大きく、流液系なのでδも薄い。
2、電解セルの評価 界面撹拌型電解セルおよび流液型電解セルについて、目的イオン、有機溶媒、支持電解質の種類・濃度および電解条件を変えて検討した結果、各種の疎水性イオンはもとより、有機相にイオノファーを加えれば、親水性イオンの多くの全電解も可能であることが分かった。また、10^<-3>Mの目的イオンを最適条件で電解した場合、界面撹拌型電解セルでは20分以内に、流液型電解セルでは1分以内に、99%以上の電解を1%以内の精度で達成できることが判明した。このことは、水相/有機相界面イオン移動を原理とするクーロメトリーを実現し得たことを示す。
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[Publications] Y.Kitatsuji: "Transfer of Actinide Ion at the Interface between Aqueous and Nitrobenzene Solutions Studied by Controlled-Potential Electrolysis at the Interface"J. Electroanal. Chem.. 520. 133-144 (2002)
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[Publications] Y.Yoshida: "Evaluation of Gibbs Free Energies for Transfers of Highly Hydrophilic Metal lions from an Acidic Aqueous Solution to an Organic Solution Based on Ion Pair Extraction"Anal. Chim Acta. 452. 149-161 (2002)
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[Publications] N.Kurauchi: "Membrane Transport Process in the Presence of an Applied Electrical Potential Gradient Parallel to the Aqueous/Membrane Interface"J. Electroanal. Chem.. 526. 101-106 (2002)
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[Publications] N.Ichieda: "Characteristics of Voltaimmogram for Ion Transfer through a Membrane"J. Electroanal. Chem.. 542. 97-107 (2003)
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[Publications] H.Shiba: "Voltammetric Study on the Electron Transport through a Bilayer Lipid Membrane Containing Neutral or Ionic redox Molecules"J. Electroanal. Chem.. (in press). (2003)
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[Publications] S.Kihara: "Interfacial Catalysis"Marcel Dekker. 674 (2002)
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[Publications] O.Shirai: "Interfacial Catalysis"Marcel Dekker. 674 (2002)
