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均質溶液からの沈澱法による金属硫化物の定量に関する研究(第1部) : アンモンニア緩衝溶液からチォアセトアシドによる硫化ニッケル・亜鉛・コバルトの沈澱速度と定量的分離について

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Academic year: 2021

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(1)Title. 均質溶液からの沈澱法による金属硫化物の定量に関する研究(第1部) : アンモンニア緩衝溶液からチォアセトアシドによる硫化ニッケル・亜 鉛・コバルトの沈澱速度と定量的分離について. Author(s). 鷲塚, 重成. Citation. 北海道学芸大学紀要. 第二部. A, 数学・物理学・化学・工学編, 13(2) : 26-52. Issue Date. 1963-03. URL. http://s-ir.sap.hokkyodai.ac.jp/dspace/handle/123456789/5683. Rights. Hokkaido University of Education.

(2) . 第i3巻 第2号. 昭和38年3月. 北海道学芸大学紀要 (第2部). 均質溶液からの沈澱法による金属硫化物の定量に関する研究 第 1部. ア ン モ ニ ア 緩 衝 溶 液 か ら チ オ ア セ ト ア ミ ドに よ る 硫 化ニ ッ ケ ル・ 亜 鉛・ コ バ ル トの 沈澱 速 度 と 定 量的分離について 鷲. 重 い. 塚. 成. 北海道学芸大学旭川分校化学教室 Shigenar i VVASHIZUKA i Univers i (Asahikawa Branch ido Gakuge t y) . , Hokka Studies on Determinat ion of N f 【 ISul ides by Precipitation from Homogeneous ta e. Solut i f Ni ive Separat ion o ion and Quant i tat on: Part l. Rate of Precipitat nc ckel , , Zi. ion. l f ide wi t Sul i def ium Ni trate Solut and Coba th Th oacet ron ・ Ammoni ami a‐ammon. A repor f f ide prec t on sul ipi ion of the met ide group by means of longing t ium sui t t a al s be o ammon ip i but ion from homogeneousSo1 t i Z A“”も唖,44 955 ) at 1 g“ばs prec ut on was made by 日, F1 asch1 くa (α′ ,) ,2 ( ,. he kine in. i l i the works were n ive proper ip i i ie t t l s l t t t c measuren ent a at a on s ofthe prec y onthe qua . Fーom t ingreac ionofhydrosul f lsol ion ideionf hioace ideinanan t t ofthe decompos t ・n ・ oni aca ut ers rom t an ・ , D,G,Pe 卿” r f f f he b tal ( 1 d h h d d d l i i 3 0 ( 5 ) ) e α α 1 9 8 t t t t t t o r a r u n c o n o s u a r e o se ve a erae epen e on a ne q , . , , 一 i h i d 日S ル NH h l i 〆ヒ C SNH h concent rat t t [ ] / onofammoni [ d{C日 t t a ] ; owever , a s 3 , , erewasasosomeques on hert hi l ionsact l fec ipi ion homogeneous l f t t whet oacet amideunderthe t se condi at ua sthe prec y ye . The purpose ofthe present work repor he above ques ion cl t t ear f rom the ed here has been t o maket kine ics int d h h l f b l h k l f h d t t d i i i i i i ion of andpo a n t t t t e m a s e s a e r v e e n a c e o nt n e c a n a s s o es u e e c e p p p y pa , ickeland on there l i b h f k l f d h d f h i l d i i i i t t t n t t t t t a on e ween erae an econ ons or esepara on o nc e su e . The hor has now observed and conc l l aut udedthefol : owing i i lsul f fered wi h ammon iveseparat ionofn icke idein sol ions buf i ( 1) Ra t t t t on andquant a ut a e of precipitat 2 十一C日 i in a s i t ion CH3CSNH2十2N日3+Ni and ammonium n t t rat e where t oi (;N日2 )N日2 chiome r c equa 0 十 per i havebeens f h h 十Nis十NH. d d h C i i t i 5 0t 8 0 t t t s s s. t t t a r a n r om o ec o n c e n r at on u e overt e emper u er ge w ia from o i t of ammon t ol e equa on . An apparentra .4t ,2崩ダ. ‐d[Ni ]/αたた[CH CSNH一=(んoR{OH‐ }+ルb[N鴎D[CH CSNH一. 2/mol - ined Where ルo日=27 l ics /n a .min ‐min a t65oc andion t was obt rength of o l o ,4Z ,5 ,たb =1.26×10 ′ ,and. iva ion regarding ra l the energy of act t /mol t t o be 16 econs antofな wasfound t , ,○○oca. lsul f lsol ion i idein an (2 ) l thas been concluded that the precIpItat t I cke ・n ・ oni aca ut sa Ion reac on of ni i l l heexper iment lev idenceof whi ia t ia t al sby hydroxylionandan generalbase ca chres se ssent ys ,n . on a yon ,t 一}+なb he observed ra f l l 為 々 左 h 0日 the form oft h i hi = { t t t t t ot r n . n a m e e cons ant o . e e s w c s es um w o 日 y , , , ,. hatt he ac ion be ide and the bases id‐ba [NHd, Thissupport tweenthi sthe presentview t oacet an ・ se react. i ing s t t t hereac ions・ e‐de ermin ep t sa ra S . Thesequence oft 72. 6 (26).

(3) . 鴛 . 成. 重. 塚. . C鵠- 」 六日 +NH r[C鵠-C=NHr+NH,十. t ‐de rat e erm1nmg・ (1). . 十一C日9」C-N日2十Nis+◇” -+ M(N日3一2 1 - )NHふ . [C日3ーC二NH] ‘ I +N Hz. l hod wasfoundt hi o het o be obg t f ined by t t ide obt 。ace amide met a (3 ) The crystaIStructure of nickelsdl. hatthe neces hod t sary con- f ×-ray powder me s ed t t Hexagonal ‐NiAst . The authorsugge ype by means o ・ l b dec ided d i h d d i t e o u o n c h t l f d t n u r a f k l i e a i t u r e a n i i i r a g f e mp e di i a s u c t t e s tons 。r precp a on o nc e su. hera i l t on ss eexpre cal graphi y from t ,. l f l ides have been a inc and coba tsul so measured and i t t ruct ure 。fz als on and crys (4 ) Rate 。f precipitat. he IS hod the crys t t t a ruct f ure 。f t lsul ide h those of ni t cke compared wi . By meansof X-ray powder me t t ure ruc l l ines inecrys t o Cubic-Zns t idedasf ongingt t ype;however incwasdec a at ebel ipi t t ,thes a eofz prec. f ides i inc and cobal t sul ipi icsof the prec t t on 。f z a t l f ide wasas amorphouss t t a e tsu of cobal . The kine l b he h l b ld t s yt h ze t eresut impl t t o int erpre et 1 e so s were not qu , because t ey cou never esure o anay lsul f ide h nicke l imi t ar manner wi s . 次. 目. 論. 序. …. …. …. …. … .・.,.・・.・・.. …. ( 2 7 ). チ オ ア セ ト アミ ド法 :ア ンモ ニア 緩 衝溶 液 か らチ オ ア セ トアミ ドによ る. 1. 硫化ニッケル・亜鉛・コバルトの沈澱速度と定量的分離 …. ) 28 .・( … ・. 28 .・( ) 1 . 沈澱速度の測定法 … … … … … .・..・..・ ‐・( 29 ) 2 , 実験及びその結果 … …r … … … ...・‘.・‐ ( 2 ) .・ 9 ・ .. ・ . ・ … … … … … 2 .1 硫化ニッケルの沈澱. … … … … ….・(38). バ 2 . 2 硫化亜鉛及び硫化コ ルトの沈澱 サルファイ ドヘの分解速度 … 2 . 3 チオアセトアミ ドからハイ ドロ,. 3 , 考. 察 …. 3 .i 沈澱の性状 …. …. …. …. 3 ,2 沈澱速度の解析 …. …. …. …. …. 3 , 3 定量的分離法への速度式の利用. 4 . 総 文. 括(第1部) …. …. …. .・( 3 9 ) ・. …. 4 2 ) .・( … .・.,.・一.. …. …. …. …. 4 2 .・( ) … ...・. 4 5 .・( ) … .・・.・. .・( 4 6 ) … … … … ….. …. …. 4 .・( 9 ) … .・’,.・ o ) .・( 5. 献‐ 論. 序. 硫化物と して 金属を沈澱する硫黄化合物は従来多くの 研究者により 分析化学的に 研究され, 又. ) 7 7 5 ) チ オカ ル バ ミ ソ酸8 ) チ オ 尿 素5‐ ‐ 8 7 7 ) チ オ酢 酸4 ’ ’ , これ に 関 す る 二 三 の 著 書 や 総 説 が あ る1 , , . 2 ) あ る い は チ オ ア セ トア ミ ドは 硫 化 水 素 属 と 硫 化 2 6- ‐ 19 トリ チ オ カ ル ボ ン酸1 チ オ ホ ル ム ア ミ ド9 ,. アンモニウ ム属金属の分析に 気体硫化水素を用いない試薬として研究された. これらの化合物のう 5年における F, W, ち特にチ オアセトアミ ドは最も一般的な試薬でその研究例も多く, たとえば193. )に 至 る 定 性 及 び定 量 ‐ 8‐ 5 6 2 2 7 ) そ の 外2 5 4 ) H.H,Barber lov2 2 8 )の 研 究 に 始 ま り N.V.Vav i lwanov , , ,. 54年に硫黄化合物による金属硫化物の分析法の問題を採り上 分析法に関する研究である. 著者は19 げ, チオ尿素を又最近チオアセ トアミ ドによる分析法を研究 した. チオ尿素に関 しては銅が均質溶 液か らの沈澱法に従うところの特質, すなわち溶液中にあるチオ尿素のゆるやかな分解によりサル 7 5 ) ・ウムとの分離条件を明 ファイ オ ンを生 じ硫化銅を沈澱することを見いだし, 銅の定量法 又カ ドミ (27). 73.

(4) . 均質溶液からの沈澱法による金属硫化物の定量に関する研究 6 ) らか に した7 ,. )は酸性溶液におけるチオアセトアミ ドの分解速度と鉛の沈澱に関 して研 7 f 1956年 E.H,Swi t ら5. 究 し, 従来明らかでなかった 硫化金属の 沈澱機構 を 解明する一つの 手掛 かりを与えた. そ の 後 8‐ 6 3 ) 又 R. B. Fischer64) D, M. King ら6 )によって行なわれた研究の範囲 Swi 5 f t らの 一 連 の 研 究5 , , 2 8 6 0 6 6 3 6 5 ) 硫化物沈澱粒子の性状に関す はチオアセトアミ ドの酸性溶液中の数種金属の沈澱速度5 ’ ’ ’ ’ , 4 ) あ るし・は ア ル カ リ 溶 液 中 に お け る チ オ ア セ トア ミ ドの 分解 速 度 に 関 す る もの 5もS I )で あ る も の6 ,. る. しか しながら酸性溶液か らの沈澱に関 し沈 殿速度と定量条件の関連の研究が充分であるとは言 えない, 又ア ンモニア溶液か らの硫化金属の沈澱機構についても従来明らかにされていない.. 酸性溶液か らの沈澱について 著者は過塩素酸溶液中 pH3から約0 .4ハダまでにおいて硫化鉛と硫 化カ ドミウムのチオアセトアミ ドによる沈澱生成の速度を測定 し, 硫化水素の発生反応 が沈 澱反応. 6 6 7 ) の 律 速 段 階 と な る こ と を 認 め,こ れ ら金 属 硫 化 物 の 定 量 条 件を 明 らか に した6 ’ er s ら5の . D.G.Pet は ア ンモ ニ ア 溶 液 に お け る チ オ ア セ トア ミ ドの 分 解 で 生 ず る ハイ ドロ サ ル フ ァイ ドイ オ ンの 発生 速. 2[CH3 度の測定を行ない,速度はア ンモニ ア濃度の二乗に比例する,すなわち d[HS- z-を[NHB ] ]/d. CSNH2 ] と 表 わ さ れ る こ と を 明 らか に し た が, 硫 化ア ンモ ニ ウ ム 属 の ニ ッ ケ ル, 亜 鉛, コ バ ル ト. の硫化物沈澱反応が上のハイ ドロサルフアイ ド生成反応のみによって説明されるか否かについては. 疑問である, この問題の解決 に当たり, 著者は殊に硫化ニッケルの沈澱反応を 、主と して研究 し, 沈 澱速度を解析 した結果, 本反応は水酸イオ ンとア ンモニア によって促進される一般塩基触媒反応, すなわちチオアセ トアミ ドとこれ ら塩基との酸塩基反応が硫化ニッケルの沈殿反応の律速段階であ ) ま た チ オ ア セ トア ミ ド法 に よ れ ば 硫 化 ニ ッ ケ ル は 硫 化 水 素 法で 得 られ な い 六 8 る こ と を 結 論 した6 .. 方晶磁化ニッケル型の純結晶と して得られるこ● とを見出 した. 本研究の第1部において硫化ニッケ ル, 亜鉛, コバ ル トについて得られたこれらの実験事実, 及びこれに基づき考察 した沈澱機構, 定 量的分離に関する基礎的条件について述べ る, 1. チオアセ トアミ ド法:ア ンモニア緩衝溶液からチオアセ トアミドによる硫化ニッケル, 亜 鉛, コバル トの沈澱速度と定量的分離. 1 . 沈 澱 速 度 の測定法. 硫化物の沈澱速度測定法は溶液反応の反応速度測定にとられる方法と異ならないが, 金属イオ ン. 濃度定量の分析的立場か ら二三の考慮を加えた. まず従来とられた方法をあげ次いで特に著者 によ ってと られた方法を述べる. 沈澱速度を溶液中の金属の濃度の減少速度で表わ し,Vpコーメ[M]/” ≠ と定 義すれば, 速度は一般にチォアセトァミ ド及び金属の濃度に比例するものと し. 零 ロ .[M][CH. sNHa. (1 . 1). と お く. こ で [M] は金属の分析的全濃度を表わす. チオアセトアミ ドと金属が直接に反応 して 硫化物を沈澱するか, 沈澱反応がチオアセ ,トアミ ドの分解反応に抑制される反応であるかを明らか にするには, 速度式における金属の濃度の反応次数莞を求めればよい. すなわち速度測定において. 一般的に行なわれる分離法によりチオアセ トアミ ドの初濃度を金属の濃度に比較して大過剰にとり 沈澱反応中の 金属の濃度の変化に対しその濃度変化が無視出来るとき, 測定結果が 1 1 1[M]。-ln[M]= 秘. で表わされるとき, 沈澱反応は 金属の濃度に関 して一次となる. こ. (1 . 2). で[M] oは金属の初濃度を表. ) 硫 化 カ ドミ ウ ム6 7 0 ) 硫 化亜 鉛6 3 f ) わ す.た と え ば E,H,Swi t ら が pH 4~6 の 緩 衝溶 液 か ら硫 化 鉛5 , , , 6 2 ) 硫 化 ニ ッ ケ ル の 沈 澱 速 度 を 測 定 した と き の 結 果 が (1 ) 2 式 で表 わ さ れ る こ こ と よ り らの れ 沈 . ,. 74. 28) 8 (2.

(5) . 鷲. 塚. 重. 成. 澱反応はチオアセトアミ ドと 金属の直 接反応であると 考察した. 又測定の結果が. [M』-[M]コ厩 ( 1 ) ,3 8 5 ) 速度は金属の濃度に関 D心 して見掛け上零次 4 Ki で表わされるとき, となる. が酢酸-酢 n ら ,. g 酸ナトリウム緩衝溶液中ヒ ドラジンの存在で, 硫化亜鉛の沈澱速 度を測定したときの結果が(1 ) .3 式に従うことより, 硫化亜鉛の沈澱生成がチオアセ トアミ ドの分解で生ずる硫化水素と亜鉛の反応 の結果であると考察 した. こ. 本研究におし・て沈澱速度の測定は金属の濃度の時間的変化を追跡する ので, 速度式を求 めるため. にあげた方法を試み測定結果を検討 したが, 速度定数の算出にあたってはつぎに述べ る方法に. よ っ た. (1 , 1) 式 に お い て # =1 , y=1 の と き 両 辺 を [M] で 割 れ ば. CHCsN島], f器 芳た [. (1 , 4). di n[M] を C日 SNH ] = [ 2 . (1 . 5). あるいは . ば となる. 反応時間零における対数速度と. -鍋判. [CH CSNH ふ,. ( 1 ) ,6. すなわちl n[M]対時間曲線の反応時間零における接線の傾斜 (左辺) はチオアセ トアミ ドの初濃度 に比 例 す る, こ れ に 反 し (1. 1) 式 に お い て#コ0 , y=1 の と き 同 様 に して α1n[Mコ [C日3CSN日2 ] 一 ニカ ’ 畝 , [M] あるい は. CH 欝 H ] [ 鍵霧 ヨニを E 2o. ( 1 ) ,7. (1 . 8). となり, 反応時間零における接線の傾斜はチオアセトアミ ドの初濃度に比例 し, 金属の初濃度に反 比 例 す る. こ こ で. [CH8CSNH2 ]。 /[M]。=n. に と れ ば, (1 . 8) 式 は. ( 1 ) .9 ]ニ[M〕が成立するとき ( 1 ) となり, 又 n=1の初期条件, 且つ沈澱反応進行中[CHBCSNH2 .7 式は一dl n[M]/〆』ゐとなるから ln[M]0ーln[M]= 秘. ( 1 ,10). を得る. すなわち反応両物質の濃度を等 しくとらて沈澱速度を測定 し, チオアセトアミ ドに関する ) より求めることが容易にできる. 一次速度定数をを ( 1 .10 2 , 実 験 及びその 結 果 2 , 1 硫化 ニッケルの沈 澱 2 .1 実 験 方 法 .1. 薬 A, 試 9 )記載の方法に従いまず炭酸アソモコウムと氷酢酸よりアセトアミ ドを合成し チオアセトアミ ド:有機合成化学8 ,. 0 )に よ りア セ トアミ ド200g と 五 硫 化 リ ン1 3 5gをベン ゾール1 000g中で反応させてチ 次いで A,Hantzsch の 方 法7 lo~ オアセトアミ ドを結晶させ, ベンゾールを用いて3回再結晶を繰返し, 白色結晶60g※を得た. 収率30%, mpl 美 80oCに おけ る チ オ ア セ トアミ ドの 溶 解 度は45g/ベ ン ゾー ル1000gで あ る .. (29). 75.

(6) . 均質溶液からの沈澱法による金属硫化物の定量に関する研究 oC7 1 ) 1120C, 補正せず (文献値 mpl o8 ) .5C ロ紙で口過してから全量を . この結晶0 5gを蒸溜水に溶解し, No. 0 l oom‘と し冷所に.保存した ( ,IM) .02崩 水溶液の pH は6 .3である, . 使用に際し新たに調製した本試薬の0 4 00m“こ溶解し, ジメチルグリオキシムに 硫酸ニッケル溶液:再結晶法で精製した Niso.・7H20 の1 ,04gを水5 ダ ) 0 よる重量法で標定した ( ,i崩 , M溶液を作り, 塩酸標準溶液で標定した, モ ニア水一級品より6 ニア水:濃アンモ アン 硝酸アンモニウム溶液:再結晶した硝酸アンモニウムより6M及び2 M溶液を調製した, 硝酸カリウム溶液:再結晶した硝酸カリウムを用いて6M 及び2M溶液を調製し, イ オン強度の調節に用いた, ジメチルグリオキツム1%エチルアルコール溶液及び臭素飽和水, IM亜鉛溶液:0 0 ,IM過塩素酸亜鉛標準溶液を希釈して用いた. ,00 0 .002M. IM亜鉛溶液でその濃度を標定した, E D T A溶液:0 .00. B, 実 験 操 作 は試液採取のため 沈澱反応容器は内容50mZの三口フラスコで, 温度計と小型リー ビ ッヒ冷却管を挿入し, 第三ロー 硝酸カリウム 及び 硝酸アンモニウム チオアセトア ミ ド溶液を コルク栓を挿入した, ニッケル, アンモニア水, , ,. 0分ないし15分 0m′の所要濃度に調製し, 恒温槽に浸した三口フラスコ中で反応させた. 恒温槽に浸してから1 全容5 Z 5 を採り 直ちに氷冷してある試験管 m 後フラスコ内が所定温度を示すから, それより一定時間ごとに溶液の約2 , , に受け反応を停止し, この中から正確に2m′を探り No ,5C口紙で口過, ロ紙上の沈澱を i %硝酸アンモニウム溶 2 ) 0m!フラスコに受け残存するニッケルを臭素水 -ジメチルグリオキッム比色法7 液2m!で2回洗浄した, これを5 4 )によって定量した, により, 叉はキレート滴定法8. 比色法によるときは先のp液と洗液を定容としその一部を探り6M塩酸lm′と臭素飽和水2m!を加え, 残留する 未反応のチオアセトアミ ドを酸化分解すると共にニッケルの臭素処理を行なう, 15分 放置後濃アンモニア水を過剰 ム 発色させた, 比色測定は平間光電比色計1 IB型によ にim′ , 次いでジメチル グリオキツ 溶液を加えてニッケルを 32m”を使用した. キレート滴定法によるときは,先のロ液と洗液を過剰の0 2M り, 吸収セルlcm, フイ ルター5 ,00 M 0 0 0 I 亜鉛標準溶液でBT 指示薬 を用いニッケルを逆滴定して 一定量を入れたフラスコに受け EDTA溶液の , . 求めた. ここに求めた測定 値から反応の時間Z分におけるニッケルの濃度を計算した, C.. pH の 測 定. 溶液の pHの測定はすべて堀場M-3型 pHメーターを使用 し, 室温の測定から反応温度の pH. を 次 の 方 法 で 求 め た. 予 備 試 験 と して ア ンモ ニ ア 水一 硝 酸 ア ンモ ニ ウ ム緩 衝 溶 液 のイ オ ン強 度 0 .5 , o o o C まで そ の 温 度 に お け C 間 隔 で8 5 し 調 製 約l o び1 の を 9の も 0 25 C の pH が そ れ ぞ れ9 2 9 9及 , . ., . る溶液の pHを測定 した 30oC 以上の高温における測定は堀場製 HRL NO.1027 ガ ラ ス 電 極 一. .. HRL NO 020甘未電極の組み合わせを用いた, この測定か ら pHと温度の関係を求めるため pH .2. 一温度曲線を作り, 室温t 2となるときに示す pH2を 求 める 次 の ,のときの pH・から反応温度がt 実験式を導いた, PH. H「 誓言も 4 ‐P. ここで 4 は各温度におけ る補正項で次の値をとる. 温 度, 4. oC. 25~70, 土0.0. 75, 子0.1. 80, 十0.1. ( ) 2. 85 十0.2. こ の 予 備 試 験 の 結 果, 250Cの pH が 9~11 の と き 65oC と な れ ばpH は1 .0低下 す る こ と が わ か っ H H た 本実験式より求めた p とアンモニアの解離定数より計算す る p と を 比 較 す る. ア ンモ ニ ア. .. の 熱 力 学 的 解 離 定 数 を 拓B, ア ンモ ニ ア 及 び ア ンモ ニ ウ ムイ オ ンの 活量 係 数 を そ れ ぞ れ γ。 及 び γ と. すれば, 緩衝溶液の pH は. (3 . 1) 78. (30).

(7) . 鷲. 塚.. 重 ・成. される.* ( ) 式を偏微分形で示 し活量係数の対数の温度係数を零とおいてPH の温度係 3 .1 apH. ap方角. aT. ( 3 ) .2. aT. すなわち )2一(p佑B), pH2=pH,十(p比B (3 , , 3) 0 0 * * oC の H を求めると 蕉 と な る. 鎗 (25 )=9 ( 6 5 ) 8 1 5 り 6 よ 5 〒 p B 実測の結果と .20 p , よく一致 , る. す な わ ち pHの温度係数に対しイオ ソ強度の影響は無 視できるか ら 今後高い温度における. ・. ,. Hは,(3 3) 式 に よ り 計 算 す る こ と と す る. 高 温 に お け る p拓B 値の得られないときは 近似的に . , ,. 験式 ( ) を用い ることがで・きる 2. 2 ,1 .2 実 験 結 果 A, チ オ ア セ トア ミ ド及 び ニ ッ ケ ル の 濃 度と 沈 澱速 度. 硫化ニッケルの沈澱速度とチオアセトアミ ド及びニッケルの濃度の関係を調べるため 次の実験 ,. 行 な っ た. 緩 衝 溶 液 の 組 成, イ オ ン強 度 を 一 定 と し, チ オ ア セ トア ミ ドとニ ッ ケ ル の 初 濃 度 を 種 々 に 変 え 650 または5 0oC で沈澱速度を測定した 反応時間はすべ. て約80分以内で,反応終了時まで. .. 揮 発 に よ る ア ンモ ニ ア の 濃 度 の 損 失 は 無 視 で き る こ と を 確か め た こ れ らの 結 果 を Tabl esl. 1, . F i 1 1 1 示 アセ す ド s 2 に チ オ トァ 1,2 ミ と しの ニ ヶノ g 濃 初 度 を 財 等 しく , と ッ り 1 o と した と m , ,, , , o き の実 験 例 (No.1) は Table l 1で 第1欄は反応時間で反応容器を恒温槽に浸し6 5 Cの定温を. . , 示すまでの約10分後を開始時間と して表わした. 第2欄は各時間経過後の ニッケルの濃度 第8欄 , は濃度変化より求めた硫化ニッケルの沈澱率で, 例えば沈澱率7 8%とは初濃度 財 ← 9 9 2 より9 m , . ,15 M を 差 引 い た0 .77m M の 濃 度 に 相 当 す る ニ ッ ケ ル が 当時 刻 ま で に 沈 澱 した こ と を9 .92m虜rに 対 す. る百分率で表わ したものである, 第4欄はニッケル濃度の対数値, 第5欄は ( ) 式により計算 1 .10 した チ オ ア セ トア ミ ドに 関 す る 一 次 速 度 定 数 た で あ る. こ の 値を 見 る と 々 が 一 定 で あ る こ と が わ )る. Tab le l, I Prec ipi ion of ni lsul f ide (650) t at cke Time ,. Concn ,of Ni ,. (min). (m M). 若一の ( 0 10 20 30 45 60 80. [Ni ]. Ni ppt d , ,. 」. (%) デ. 9 .15 8 .53. 7 ,70 7 .15. 6 ,33 5 ,55 4 ,70. l ] og[Ni. .. ,. ・. 7 ,8 14 ,0 22 ,4. 27 .9 36 .2. 44 .0 . 52 .6. ● .. Ra t t e cons . ,. 3 た×1 0. 1 (min‐ ). -2ゞ038 -2 .069. 7 ,1 8 ,6 8 ,3. -2 ,113 - -2 ,146. -2 ,198 - -2 ,256. 8 ,2 8 ,4 8 ,3. -2 .328 mean. 8 ,4. Exp ia:0 ノ汀 ;concn , No .I Concn ,of ammon ,of NH4N03:0 .466脳『;concn ,of KN03:0 ,12 .08/辺 ; o 日 lconcn i ia 1 0 1( 2 1 i ) t : t p ; ni alconcn ,of TAA:1om M ;ini , .of Ni:9 ,92m M. 本 実 験 に おけ る ニ ッ ケ ル と チ オ ア セ トア ミ ドの 初 濃 度 を Tabl el.2 , 第2 , 3 欄 に 示 し, こ れ ら の 比 を 第 4 欄 に表 わ した. こ の 比 は ( 1.9) 式 の nで あ る. Nos 1~6 は 6 5oC の実 験, Nos . .7~. 照 に N日3十日十 B 一 学芸 鰐替っ, 但し “ も ま活量を表わす ,K ,. 3 4 7 〉より計算, 文献7 ’. (31). 77.

(8) . 均質溶液からの沈澱法による金属硫化物の定量に関する研究. ] と時間≠ 9 は50oC の 実 験 で, Nos og[Ni .1~9 に つ い て l .7~9 の n の 比 を 括 弧 で 表 わ した二 Nos の 関 係 は Fi gs ,1 , 1及 び1 , 2 に 示 した が, これ らの 速 度 曲 線 を 見 る と, n が 1 で 無 い と き い ず れ も曲線の傾斜は時間の経過と共に 下方に大となっている. チオアセトアミ ドの濃度をニッケルに比 し大 過 剰 と して も, こ の 傾 向 は い ち じる しい. す なわ ち 速 度 は ニ ッ ケ ル の 濃 度 に 関 し一 次 で なく,. i 零次と して表わされる可能性の大きいことを示す. F gs ,1 .1及び1 ,2において各曲線を反応開始 点の方向に補外 し, ニッケルの初濃度を通る水平軸との交点を求め, 交点における接線をそれぞれ 1 ≠ ) 式の左辺を常用対数で表わ した一 (α ]/〆 ) 1 og[Ni 破線で表わ し, 破線の傾斜すなわち ( oを ,9 b l T また らの比を示すが 第4欄のn 第6欄はそれ 求め, これらの値を a el. 2 , , 第5欄に示す, は n の 比 に よ く 一 致 した. Nos .4 . 1~3 及 び Nos , 5 は速度に及ぼすチオアセトアミ ドの濃度の. N .7~9 はニッケルの濃 度の影響を示すが, nの採取値と実験値の一 影 響, Nos ,1 , 6 及 び os ,4. 致することより, 速度式は見掛け上 α[Ni ] =姓C日 SNH2] 一. ) ( 4. . で表わされ ると結論される. hioacet lon prec ion oft ide and ni ip i ionra fec t t a ・ ] 【 ・ cke Tablel.2 Ef tof concent ra t at e Concn . of Exp , . No 1 2 3 4 5 6 7 8 9. Concn .of. Ni ], ,[Ni (mM). TAA,[TL (mM). 9 ,9 9 .9 9 .9. 30. 10. [T] / [Ni ] , , t aken. 5 .0 10 ,0. 20. 10 ,O. 10. 2 ,0. 50 50. 0 5 ,O 2 .6. 50. 3 ,56 11 ,0. 5 ,O 5 ,O. 10. a found io xlo ,found , Rat. 1 (mi ) n‐. 1 ,O 3 ,O. 50. 2 .0 2 ,0. ‐(dl ]摺り, og[Ni. ◆. 18 ,1. ・. 5 1 ) ,0( ,0 10 ) ,0(2 ,0 19 ) ,4(3 ,9. 18 ,9 35 .4. 7 .45 う ,17. 10 ,6 20 .7. 1 ,O 3 ,I 5 ,I 5 ,3. 10 ,O 2 ,I 1 .O 2 ,I. 4 ,O. [ L denotestheinitialconcn,ofthespecified species; Compos・t・on of buffersolution: EXP . EXP .. No . 1一一6 No . 7一一9. 0 i t emp on t reac , C, 65 50. ] [NH3 , 0 ,47ルダ 0 .48ルダ. [NH4N03 ] , ル イ ○ i 2 , ○ ,30ルイ. h t . on. cs rengt ○ 2 0 . ○ ,61. B. pH 及びア ンモニアの濃度の影響 沈澱速度に及 ぼす pH とア ンモニアの濃度の影響を調べ るため, イオ ン強度を一定とした緩衝溶 液からの沈澱速 度を測定 した. チオアセ トアミ ドとニッケルの初濃度をそれぞれ1om財の一定濃度. と し, (1.10) 式 に 基 づ い て 速 度 定 数 々 の 関 数 を 決 定 す る. ア ンモ ニ ア と 硝 酸 ア ンモ ニ ウ ム の 濃 度. l el.3 を種々に変え, イ オン強度は一定となるよう硝酸カリウムの添加量を調節 した. 結果を Tab H 室温の ンモニウムの組成は第2 3欄にあげ ンモニアと硝酸ア 測定値 に示す. 緩衝溶液のア p , , は第4欄である. 反応前後のpH 値はpH メータ←の 測定誤差以内で 一値した. 各実験において測. ) 式が本沈澱反応 1 定されたニッケルの濃度の対数は反応時間 ≠ に対して直線性を示 すので, ( .10 の速度を求める式と して妥当であると考え られる, ここに得た速度定数 々 の実測値を第5欄に載せ, i 室温のpH 測定値より計算 した反応温度65oC の pH 値との関係を F g .1 .3に表わす, Fi s g . 1~弾 は硝酸アンモニウムの濃度を変えた場合の実験値で, 測定の範囲で近 似 .1 ,3の No 的に直線性が成り立ち, その傾斜は十1となる, ここで各直線を補外 して pH 零における速度定数 78. (32).

(9) . 鷲. 塚. 重. 成. を あ とすれば,. l ogた=l ogを。十PH. (5 .1). を得る. 々 oはイオ ン強度及び硝酸ア ンモニウムの濃度が変化すると 異な. \、 、 \、 、、、 、、 、 、 、、 、 、. 、、 ′ 、2. る. こ こ で 硝 酸 ア ンモ ニ ウ ム の 濃 度 と をoの 関 係 を 求 め る と, こ れ らの 間. には硝酸ア ンモニウムの濃度に比例 して 痴 が 大となることが 見られる の で, 硝 酸 ア ンモ ニ ウ ム の濃 度零 の ′ 又 この直 線の傾 時 の をo の値を 々o , ″ ′+ 〆 [N 斜 を 々o と お き, 々。= を。 。. 、、 \、 、\. Hr]で表わす, よ って ( ) 式は 5 .1 ′十島〃[N日 +]) logを=log(た0 。 4 十pH,. ゆえに. (5 .2). ′ 4 + 々′ ] 1 々ーo o g g 農 『十 o 器ギ ). 5. (5.3). 3. これに/鎗 =[NHa ]γ {H+}/[NH計] 0. ‘0. 20 30 Time , mm hioace fectof concent i Fig t amide on on oft rat ,1 ,I Ef lsul f ide (65o) ip i ion ra t te of ni cke at prec Exp 3 5 6 1 2 4 . . NO 10 20 10 1ni i lconcn 30 50 (m M) 10 t a , TAA, 1n lconcn i i t a . Ni .98 4 ,9 ,92 1 ,98 1 ,92 9 ,92 9 , (m M) 9. γ, にw={H←}{OH-}を 入 れ る と. 』 鷺{oH- }+ 婁 [NH・ (5.4). ′ が 得 られ る. こ こで な, /凪y=た。日 , ′ ′ た K ば コ為 と お け γo 。 /γ B , , た=殻) ] (6) ”{〇日-}+をu[N日3. が成立する. すなわち速度定数 励ま 水酸イオ ン活量に比例する項とアン モニア濃度に比例する項との和で表. 、、◎′. わ さ れ る, 25oC のpH 測 定 値 よ り65 oCのpH 値を 求 め こ れ と 65oCの , pKwと よ りlog{OH‐}:pH-pにwの 式 に よ っ て65oC の 水 酸 イ オ ン の 活. 量を求め, ア ンモニアの濃度及び速 度定数 々の実測値を各実験例につい 6 ) 式 乙代入 し, 最 小 てそれぞれ ( 二乗法により 々o Hと れを 算 出 す る oC と, イ オ ン強 度0 ,5 , 65 に お け る. ion fec i fn ipi Fig ikel。n prec t。f concent t t t a ra on o , 1,2 Ef lsul f ide (500) cke rat e of ni ‐ :0 ion ics Concn t :0 rength:0 , N日3 ,N日4N03 ,61 ,48八グiconcn ,30八4; Exp 9 7 8 . No . 1ni i t 50 50 50 alconcn , TAA,(m M) lconcn 1ni ia 10 5 2 t . Ni ,0 ,0 ,6 , (m M). (33). 定数は. をo nol. min, F I=27 ,4〃1 2″mol・ min たb=1,26×10一. となった. 再び水酸イオ ン活量及び 79.

(10) . 均質溶液からの沈澱法による金属硫化物の定量に関する研究 bl ア ンモ ニ ア 濃 度 を (6) 式 に 入 れ, こ こ に 求 め た 定 数 をoB , 痴 を用 い て 算 出 した た の 値をTa e 3 第6欄に示す,. (6) 式が硫化ニッケルの沈澱法に適用されるための緩衝溶液の組成はア ンモニア濃度について. ‐ ノ“以 上 で あ る こ と が 次 の 結 果 よ り 明 らか に な っ た. す な わ ち ア ンモ ニ ア の 濃 度 が 約 0 約0 .35ハ4で .4 ‐ 硝 酸 ア ンモ ニ ウ ム の 濃 度 が0 .9) の 組 成 を もつ 溶 液 か らの 沈 澱 .lon4 (PH8 .05ハイ (PH9.2) 及 び 0 ipi ion ion of ammoni fec t t a t Tabl tof pH,concent a and ammomum ・on on prec ra e l. 3 Ef lsul f ide (65oC) icke rat e of n. Exp . N0 , 1-- 1 ‐ ‐ ‐2 1 1-- 3 一‐ 4 一‐ 5 一‐ 6 m-- 7 -‐ 8 -- 9 -‐10 1V--11 一‐12 --13. Concn .of NH豹. (M). concn .of N日4N03 ,. t250C a. (M). 0 .553 0 ・829. 0 ,05 0 ,。5. 0 .466 0 ,583. 0 ,io 0 ,10. 10 ,38 10 ,58. ・ 9 ,98 10 1 2 , 10 ,30. 0 ,10 0 ,10 0 ,20. 0 .874 1 ,i65 0 ,466. 0 ,20 0 ,30. 1 .165 0 .553. 13 ,6 21 ,5 7 ,9 11 ,0. 糸 l 1 ca cd , ー ) (min-. 8 ,5 11 .0. 17 ,5. 16 .5. 6 ,7 8 ,7. 7 .4 9 ,3. 22 .4. 10 ,10 10 ,20. 14 ,1. 14 .5 19 ,0. 19 ,5 8 ,0. 11 ,8 16 , ,3. 10 ,00. 美 2 cal cd , 1 (min- ). 13 ,6 2Q8. 24 .5. 9 ,65 9 ,85. 0 ,30 0 ,30. 0 ,829 1 ,106. foun〔 1 , I ) (min‐. 10 ,45. 9 ,75 9 ,86. 0 ,20 0 ,20. 0 .583 0 .874. 3 Rat t e conミ .左×10. p日. 8 .1 12 ,4 i6 ,7. 1 2 ・ .3 20 ・3 7 ,8 10 ,3 16 ,3. 22 ,5 6 ,9. 8 .8 13 .7 18 ,6 7 ,9. 12 ,i 16 .3. ダ; l i t lconcn h:○ i ia alconcn 1on ics t t ,of Ni;1o mj rengt ,of TAA:lo mハダ;ini .5;in 葵i ca he eXPre ion,ルニ な, ht l t s 臼 の 日-}+ ね [NH] s cd . wi ※2 ca l l l i cd ca raph y ,g. ー ー キ メメ T ロ ー 日 げ O ー × 々. . を比較すると, 実測量は40~60% 大 き い結果が得られた, よって本式 の 定 数. をo 日 ,嵐 のうえの 数値を用いてする(6) 式の適用範囲はア ンモニア濃度 が 約0 .. j M ÷以上と考えられる. 4 C. 塩効果と温度の影響. 澱反応において観察された. ア ンモ ニ ア及び 硝酸 ア ンモニウム の濃度をそれ. . e.0. 60分後における沈澱の実測量と 計 算 量. 中性塩添加 による 二次塩効果が 本沈. . 1 QI. 生 成 は い ず れ も 異 常 に 速 く 観 察 さ れ,. . ぞれ一定にとり, 硝酸 カリウム の添加 量 を 変 えイ オ ン強 度 を0 .1よ り1.4ま で. l 変えて測定した結果を Tab el,4, a .5. 9,o. ーo ,o. 9 .5. No.. v に示 す. イ オ ン強 度 の 増 加 と 共 に 速 度 を 増 す の は, 第 4 欄 に 見 る よ う に 溶. o pH at65 C ls l f de icke i ion rat t t u e of n a F雲,1,3 EffectofpH on precipi 液 のpH の 増 大 に よ る, 次 に イ オ ン強 度 f M o財 NH N0 )0 l 5 ( n ” .5;concn .o , , , 3:(1)0 ,0 ,. 〕 Zニル〔C日3CSNH2 〕/d 0M,(W)0 (m)0 . ,30M; -虻Ni .2 ao. (34). の 異 な る 溶 液 に 強 塩 基 溶 液 を添 加 し,.

(11) . 鷲. 重. 塚. 成. pHを等 しく した溶液からの沈澱速度を比較 した. 本実験ではまずアンモニアと硝酸 ア ソモニウの ダ溶液を 濃度及びイオン強度を No ,Vの実験例に等 しい溶液を調製し, これに水酸化ナトリウム6叱 H N V I l 滴下しp を1 0 el.4, o. に 示 す, ,3の同一に調節した溶液を作った, 速度測定の結果を Tab. 第4欄はアルカリ添加pH 調節前のpH 値を示 し ,PH値の低い程アルカリ添加量は多く 沈澱速度は. 大きくなることが 第6欄の々の測定結果に見られる. ア ンモ ニ ア ‐ ア ンモ ニ ウ ム塩 緩 衝 溶 液 の pH は. ( 3 ) ,1 で表わされるが, 中性塩の濃度変化によ っても右辺 第1 , 2項 は一定を保ち, 又アソモキ アは中性 分 子で あ る か らl ogγo は 一 定 と し,一1 ogγ はイ オ ン強 度 増加 に よ り増 大す る.よ っ てpH 値 の 増 大 に. より速度が大きくなる, 次に水酸化ナトリウム添加 のとき溶液のイオ ン強度の小さいほど一1 ogγ は小 さ い か ら, 一 定 pH と す る た め に は 余 計 に 水 酸 化 ナ トリ ウ ム を 加 え て ア ンモ ニ ウ ムイ オ ンの解. 十 ]/[NH4 ] を増大しなければならない, Exp og[NH3 離する方向に 平衡をずらせ,l ,No .VIはイオ ン強度の小さいほどア ンモニアの活量が大で, それに対応 して沈 澱 速 度 が 大きくなることを示 し. て い る,. oCのpH l 本効果は No el,4, No. V の各実験において, 25 ,V の実験例については次のように理解される. Tab o 1 F i たの関係を H これと C 1 4に○印で示す ここで各点を通る傾斜 を求め の o 十1 5 の から6 g g 直線を引け p ,, , . ば, アンモニウムイオン濃度が一定でイ オン強度がそれぞれ異なる直線群1~4が得られ, 各直線について l ogル ニ l ogを 。 十 PH. (5 ) ,1 が満足される. 但し 鉢 をpH零における速度定数とする, 図より明らかなように一定pHではイオン強度の小さい程 卿±大きい, 且つ たの大きい程アンモニア濃度の大きいことがわかる, 沈 澱 速 度に 及 ぼ す 温 度 の 影 響 に つ い て は, イ オ ン強 度 0 ,5 , ア ンモ ニ ア 濃 度 o ,71ハイ , 及 び硝酸 ア. ノ班の同一組成の緩衝溶液か らの沈澱速度を50~8 0oC 範囲で測定 した. 結果 ンモニウムの濃度0 ,20. 1 の 関 係 を Fi 1は 直 線 を Tabl el.5 に, 又 logた と 1/7 ogを ~ 1/7 g .1 .5 に 示 す. 実 験 温 度 範 囲 で l. で示される. これより沈澱反応速度式 (4) の速度定数 たに関する活性化エネルギーを求めれば, oC) fectof neut ipi ion of n Tab le l,4 Ef icke lsul f ide (65 ton prec t ralsal at Exp , No ,. Concn .of 1 くN03 , added , (M). V-- l. none. 一‐ 2. 0 .4 0 ,9. -- 3 ‐‐ 4 7 1一一 1 -‐ 2 -‐ 3. 1 ,3 none. (2デC). o ,1 0 ,5. 10 .03. 1 .0 1 ,4. 10 ,22. 10 ,28 10 ,01. 0 ,5. 10 .28 10 ,29. 10 ,12. 1 ,0. Rat t e cons . 3 た×10 found , 1 ) (min- 9 .5 11 ,0. 10 ,14. o ,1. 0 ,4 0 ,9. PH葵 , jus t ad ed , (25oC). l pr ,. lon ics t rength ,. 10 ,20. 10 .28. 12 ,4 13 .3 19 ,6. 15 ,0 13 ,O. ‐ ダ;concn Concn .of N日4N08:0 .of N日3:0 .583ル ,10ハ4; 糸 pH ad N o日 d b d d i j t a n use y g a , ipi ion rat icke lsul f Tab le idea f ferentt t t di at e of n emperat ure , 1,5 Prec Temp , s た×lo. (0C) 1 (mi ) n-. 50 3 ,8. 55 5 ,6. ,. 65. 75. 80. 11 ,9. 24 .2. 32 ,5. h:0 1on ics t rengt ,of NHa:0 ,of NH,NOが 0 ,5;concn ,71崩ね concn ,20ハイ (35). 81.

(12) . 均質溶液からの沈澱法による金属硫化物の定量に関する研究 EA=16 ooc / al 1 nolが 得 られ た.. 2 . 2 硫化亜鉛及び硫化コバ ルト の沈澱 2 .2 .1 A, 試. 験. 実. 方. 法. 薬. 過塩素酸亜鉛溶液:特級無枇素亜鉛砂 3 .27gを過塩素酸に溶解し, 希釈して500 0 m′とした ( ,IM) . 硝酸コバルト溶液:再結晶法 に より 精. 製したCo(N03 ) 4 5gを溶解 2・6H20の1 ,5 脳 グ 00m!とした ( 0 ) 亜鉛標準溶液 して5 1 . , で標定したEDTA溶液を用い 逆滴定によ 6 8 6 〉 り正確に濃度を定めた,8 ’. その他:硝 酸アンモニウム溶 液, 硝 酸 カリウム溶液, 0 ,00IM 亜鉛溶液, 0 .002 ‐EDTA 溶 液 チオアセトアミ ド溶 液 ハ4 , ( 0 ,IM) .. 9 ,2. 0 pH at65 C ・ Fig l i t tween rat ant枠 and on be econs at ,1,4 Re ff i t rength erentionics pH at d ‐ O ics Temp t rength; ;:○ .65 C;concn .of NHIN〇: ,10八4;ion. IV)1 1 1 1 1 1 1 ( )0 )0 )1 ,4; ,1 ,5 ,0 ,( ,( ,( 一虻Ni 〕/粛ニル〔C日 SNH2〕.. B, 実 験 操 作 硫化亜鉛,硫化コバルトの沈澱速度測定. 法, 測定操作は硫化ニッケ ル の 場 合と同 様である ( 1 .1 ,1 ,2 ,B 及びC) , 反応後 の試液中に残存する 亜鉛 及びコバルトの 8 6 6 )すな 定量はキレート滴定法によった,a ’ わち硫化物沈澱のロi 夜及び 洗 液を 過剰の 0 ,002ハイEDTA溶液の 一定量を 入れたフ ラスコに受け, 0 ,00IM 亜鉛標準溶液でB T指示薬を用い金属イ オ ン を 逆滴定して その濃度を求めた, 2 .2 .2 A.. 実. 験. 結. 果. チ オ ア セ トア ミ ド及 び亜 鉛. の濃度と沈澱速度. 亜鉛ア ソミ ソ錯体溶液にチオアセ トアミ ドを加えて熱すると, 次第に 溶液は白濁 し硫化亜鉛を沈澱する. ニ ッ ケ ル の 場 合 と 同様 に ア ンモ ニ ア. ‐硝酸ア ンモニウム緩衝溶液からの l 沈澱速度を測定Lた. 結果をTab e Fgs l. 6 ,1 ,6及 び1 ,7 に示す, , i Tabl 亜鉛 及 びチ 欄 第2 3 は el.6 , ,. ion oft Fig t t ture t e cons antasfunc empera .1,5 Ra f 脳 ダ h N日 loni 0 7 t 0 5 0 1 t csreng : , ;concn ;concn .o 3: . .of ハ イ NHIN〇3:0 2 0 ; . 〕 〕/dz=を〔CH8CSNH2 一〆〔Ni . 82. (36). オ ア セ トア ミ ドの 初 濃 度 を 表 わ し,. 1 ) 第4欄は 初濃度比すなわち ( ,9. 式 のnを 示 す. Nos ,1 ,2 , 3 は速 度. に 及 ぼ す チ オ ア セ トア ミ ドの 影 響 を.

(13) . 鷲. 塚. 重. 成. 表 わ し, l og[Zn]と 時 間ごの 関 係を Fi g ,1 .6 の速 度 曲 線 1 ,2 , 3 で 示 した. 破 線 で 反 応 時 間 零 に お el. 6, 第 5 欄 に 示 す ける接線を表わ し, その傾斜 すなわち 一(ばl l ]/dooを求めれば Tab og[Zn. ,. ‐ ‐ 3 3 - 3 ni よ う にそ れ ぞ れ 5 l ・一 と な り, そ の比 は n の採取値によく 一 .9×10 , 12 ,7×10 , 26 ,1×10 1. 致する値が得られ た (第6欄) . この結果は 硫化亜鉛の沈澱速度はチオアセトアミ ドの濃度に比例 することを表わす.. Nos 実験 番 号 Nos . 1, 4, 5 は チ .1 .6 ,4 , 5 及 び Nos ,7 , 8 は亜鉛の濃度の影響を表わし, ハ オ ア セ トア ミ ドの 初 濃 度 を lon山々 と し, 亜 鉛 の 初濃 度 を そ れ ぞ れ 10 ダ に と っ た. 1 1の ,5m ,5 ,2. 採取値は 1 Z ]/d og[Z 1 ・ ,2 , 4であるが, 測 定された 一 (ばl. の比 は 第6欄 に見るように1 .0 ,. 1,8, 3.2 と な っ た No s .6~8 は 亜 鉛 濃 度 が 10 . ,5 mハイ に 対 しチ オ ア セ トア ミ ドを 大 過 剰 一 ,5 ,2. 定 濃 度 50 1 1通ダ と した も の で あ る が,.n 採 取 値 1 ,0 , ,2 , 4 に 対 し 実 験 値 は 第 6 欄 に示 す よ う に 1. 1 ,3 .6となった, これ らの値は若 し沈澱速度が 亜鉛濃度に 関 し零次であれば, 実験値n の比は ,1 採取値に等 しく1:2 4 と して見出されることとなる, しか し実験結果は亜鉛濃度が小さくなる程. 採取値nの値より小さくなり, 又亜鉛に比 してチオアセトアミ ドの濃度を大とする程, 実験値nは. 1に近 づく傾向がみられる, 沈澱速度が亜鉛濃度に関 してもし一次であれば, 反応時間零における 対数速度式 ( ) の成立することより, 初濃度[CH SNH2 ]oの 等 しい 反 応 で は[Zn]。の 大 き さ に 1 .6 l かかわ らず一 (d ≠ は 一 定 値 を と る 可 き で あ る. 又 チ オ ア セ トア ミ ドの 大 過 剰 の 存 在 n[Zn]/〆. で亜鉛濃度の変化に対してその濃度変化が無視できる時,( ) 式右辺は一定とみな し,したがって 1 ,5 ( ) 式の成立することよりl 1 og[Zn]~時間Zは傾斜一定値となる直線で表わされる可きである. .2. 硫化ニッケルの場合と比較するに, 沈澱速度が亜鉛濃度に関 して全く零次, 若 しくは全く一次であ るとは判定し難い. 見掛け上0~1次であること, 恐 らくチオアセトアミ ドと亜鉛の直接反応とチ オアセトアミ ドの 分解反応に抑制される沈澱反応とが併進 しているものと考えられる, B.. チ オ ア セ トア ミ ド及 び コ バ ル ト. の濃度と沈澱速度 コ バ ル トア ソミ ソ錯 体 溶 液 に チ オ ア セ. トアミ ド溶液を加え熱すると, 次第に黒 濁ー純黒色の硫化コ バルトを沈澱する,. コ バ ル ト溶 液 に ア ンモ ニ ア 一 硝 酸 ア ンモ ニ ウ ム 緩 衝 溶 液 を 加 え, 50oC 又 は35oC. にお い て 沈 澱 速 度 を 測 定 した 結 果 を Tabl el. 7, Figs .1 .8, 1 .9 に 示 す, バ ル ト及 び チ Table工,7 は コ 第 2 3欄 , , オ ア セ トア ミ ドの 初 濃 度 を 表 わ し, そ れ. らの比nを第4欄に表わ した, 実験番号. Nos .1~3 は チ オ ア セ トア ミ ドの 濃 度 の. 影響を示 し,l og[Co]対時間ごの関係を. fec hi i Fig tofconcent t oace amideon rat on oft ,1.6 Ef ip i i incs l f i de( t t ) a 5 00 on rat eof z prec u fNH 盤 ダ ハ fNH N0 Concn 7 1 ・ I cn ;co 3:0 ,o 4 3:0 , .o .19 ダ;ionic t rength:o s ,45 4 5 Exp 2 3 1 , No , lconcn 1ni ia (m M) 10 20 40 10 10 t , TAA, 5 1ni i 2 10 10 t alconcn , Zn .0 .5 ,(m M) 10. (37). Fi g .1 .8 の 対 数 速 度 曲 線 1 , 3 で 示 す. ,2. ニッケルの場合と同様にして反応時間零 Z ) における曲線の傾斜, 一(α1 og[Co]/d 。 を 図 よ り 求 め る と, Tabl e工. 7 , 第5欄 3 8×1 に 記 載 した よ う に そ れ ぞれ 2 0‐ , ,. 5, 9 × 10‐3, 12.0 × 10‐31min-1. とな 83.

(14) . 均質溶液からの沈澱法による金属硫化物の定量に関する研究 Tabl hi f fec i incsul ide incon prec ip i ion ra t of concent t t t t e rat oace amideand z on oft a e ofz . 1,6 Ef Exp . No , ‘ i. Concn ,of. ゐも じ 乙n] o (mM). 0O. ^ 7 ム. 0O. Concn .of. TAA,[T] ○ ダ ) (mル. [T] /[Zn] ○ 。 t aken. lo. リ コ. 0O 50. r/. 25. / b. 00. 10 50. 7十. 50. 50. n X V. 25. 50. 1 (min【 ). l .0 2 ,O. 20. 4 ▲. ‐(α1 og[Zn]/の) o. 3found xl0 ,. 40 10. 5 ,9 12 .7. 4 ,O 2 ,O. 26 .1 10 ,5. 4 ,O. 18 .8. う ) .0(1 .0 0 ( ) 1 0 2 o . , 2Q0( 4 .o). f i ied spec deno ialconcn t t ・espec l es; estheini ,of d Compos fersol i i ion of buf t ut on: o Exp ion t ] t [NH3 emp . No . C, . 1-5 reac , / 1 4 0 7 0 5 50 . ず Exp 0 35 .48 崩 . No . 6‐‐8. Rat io , found 1 ,O 2 ,I 4 ,4 i ,8. 3 ,2. 15 .2 18 .9 30 .7. [. [NH,N03 ] ,. ダ 0 ,192崩 0 ,30 崩ダ. ion ics t ・ength o ,448 0 ,61. り, そ の 比1 .0:2 .1:4 .3 は 採取 値 n の. 比1 2 4 に 一致する. したがって沈澱 速度はチオアセ トアミ ドの濃度に比例す る,. 実験番号 Nos ,6~ ,1 ,4 , 5 及 び Nos. 8はコバ ルトの濃 度の影響を表わすもの で. こ と に Nos ,6~8 は チ オ ア セ トア ミ. ドの大過剰の存在のもとで行なったもの i である. F g ,1 .8の対数速度曲線より実. 験値 n の 比 を 求 め る と1,0:2,2:4.3 と. な り, 採 取 値 n の 比 1:2: 働こ0まば 一 致 す る, しか し Fig .1.9 を 見る と, No.6. の曲線は反応初期に沈澱生成の遅れを生 ず る 如 く, こ の 傾向 は No .7 の 曲 線 に も 表 わ れ て い る. こ れ は ニ ッ ケ ル, 亜 鉛 の. ion ion of z ipi fectof concent inc on prec t Fig at rat .1,7 Ef f incsul ide (350 ) rat e of z fNH・N03:0 i Concn 0M;i 8M;concn on c . NH3 .4 .o .3 t rength:o s ,61. 測定においては見られないもので, 硫化. i ln i t I nM) alconcn . Zn ,(. 体溶 溶 の で あ ろ う. コ バ ル トの ア ソミ ン錯 体. Exp . . No i lni t alc oncn .TAA,(mM). 6 5 0 i0. 7 5 0. 5 .0. 8 5 0. 2 .5. コ バ ル トの 沈 澱 組 成 が 単 に Cos と し て. 成の沈澱を 含む も 更 に 複雑 な 組 成の沈澱を含むも で なく, 更に複雑な組 でなく. 液は加熱中空 気酸化を受け易く, そのためコバ ルトの原子価が変化するか, 沈 殿粒子が微細で共存 他イ オンを吸着 し易いなど, 単純な沈澱機構をとらないことの原因が考えられる. よ って便宜的に. T bl Fig .1.9 に 示 す 破 線 で -”iog[Co]/〆≠の 値 を 求 め, こ れ らの 比 と 採取 値 n の 比 と 比 較 した, a e :2 6 と な り, 採 取 値 n の 比 1 2 4 に 〆‘ ばl C l. 7 , 第 6 欄 に 示 す よ う に ー og[ o]/ の 比 は 1.0:1.7 .. 対 しコバ ルトの濃度 がチオアセ トアミ ドの濃度より小さくなる 程採取値nの値より小さくなり, 亜 鉛 の 場 合 に 類 似 して い る, した が っ て 亜 鉛 に つ い て 論 じた よ う に, チ オ ア セ トア ミ ドと コ バ ル トの. 直接反応 とチオアセ トアミ ドの分解に抑制される沈澱反応との併進 反応であると考えられる. 84. (38).

(15) . 鷲. 塚. 成. ,重. f ide i i tsul ip hioace t fec i t ton prec Tab le t onra eofcobal tofconcent t at ra on oft amide and cobal . 1.7 Ef Concc .of Co , [Co]O ) (mル「. Exp , No . 1 2 3. Concn . of TAA,[T] 。 10. 5 ,0 2 ,5. 10. 4 5. 1 .0 2 ,0. 20. 10. 10 ,0 5 ,0. 50. 8. 2 ,5. 50. 1 ,0 2 ,1 4 ,3. 12 .0. 4 ,0 1 5 .0) .0( 10 0 2 ( . ,0) 20 ,0) ,0(4. 50. Ra io t ,fond. 2 ,8 5 ,9. 4 ,0 2 ,0. 40. 7. 6. t aken. ( , nnダ). 10 ,0 10 ,0 10 ,0. -(ばl og[Co]/凄 3found xlo , - i ) (m n ,. [T]一[Co]o. 6 .3 12 ,1. 2 ,2 4 ,3. 7 ,9 13 ,3 20 ,6. 1 ,0 1 .7 2 ,6. f i i i i hespec f i i i t on: ut on of buf ersol [] alconcn ed spec es; Compos ,oft 。denotestheinit [N日3 ] , O .705ハダ. io react . ・t en lp , , 50OC. Exp , 1-5 . No N Exp o . 6一8 .. 0 .48 ハダ. 35. C,. 20. ー『Q「。 く 。 ,. . ニ ッ ケ ル, 亜 鉛, コ バ ル トの 沈. 澱速度の比較. ~80oC 範 囲 に わ た り 測 定 し, ニ ッ ケ ル. ・. 、、 』、 、、 -- 、、 U 、 、 、、2. . さ. ー. 、 、. に 大 き い こ と が わ か る, コ バ ル トに つ い. が 20. i て見られた沈澱初期の速度の遅れがF g ,. 、、 ′ 、4 . . 、. . ′ き 60. 40. 80. . ig0. Time , mln hi fectof concent ion oft Fig t oace rat amideon .1,8 Ef り ion rat i l f de( i i ts 50 ) t 〕 e of cobal at u , prec ダ;concn ダ;ionic Concn ,of NH.N03:0 ,48ル ,of N日3:1 .76崩 t s rength:1 ,12 ln i i t alconcn . TAA,(mM) 1ni i (n t 1羽) alconcn . Co ,. の沈澱速度と比 較した, 結 果 の 一 部 を Fi g .1 .10に示す. 緩衝溶液の 濃度組成, 澱 速 度 は ニ ッ ケ ル, コ バ ル ト, 亜 鉛 の 順. 2 、. . ー. イ オン強度はすべて同一条件と した. 沈. 、. 2-. Exp . ,No. 0 ,61. 亜鉛及びコバルトの沈澱速度を温度50. 10-. . h i rengt onicst ○ ,448. [N日量NO., ○ ,192ハイ ダ 0 ,30 崩. 1. 10 10. 2. 20 10. 3. 40 10. 4. 5. 10 10 5 0 2 , ,5 ・. 1 ,10に お い て も 見 られ る, 2 , 3 チ オ ア セ トア ミ ドか らハイ ドロ. サルファイ ドヘの分解 速度. 2 .1 .3 A, 試. 実. 験. 方. 法. 薬. 2 チ オ ア セ トアミ ドo ,1,IA)に述 .iM 溶 液 :(. べた方法により調製した, o ,IM ,oo4M溶液は0 溶 液を フ ター ル 酸 緩 衝溶 液 で 希 釈 し, 0 ,005N. 硝酸銀溶液で電位差滴定法により標定した. こ れ にチ モー ル の 粉末 少 量を 加え 保存 した,. 硝酸銀0 ,005N溶 .04~沃化カリウム標準溶液を用い, 電位差滴定法により標定し, これを希釈して0 ,05~溶液:0. 液を調製した, 0 0mZとした, 4% 溶液:12 0gを溶解し5 チオ硫酸ナトリウム2. 00mすとした, 臭化カリウム0 .2gを溶解し5 .02N 溶液:1 ゼラチン1 5 ゼラチン0 % 溶液 gを水2 0 4 : m/に溶解し, チモールの粉末少量を加えた, , ハ イ 水酸化ナトリウム4 溶液,. 0回し こ溶解し, 4 M 水酸化ナトリ pH5フタール酸緩衝溶液:緩衝溶液調製用フタール酸水素カリウム5gを水25 0omZとしチモールの粉末少量を加えて保存した, ウム溶液を滴下しつつpH 0に調節し, 水で希釈して10 9 (39). 85.

(16) . 均質溶液からの沈澱法による金属硫化物の定量に関する研究 pH 4酢 酸- 酢 酸ナ トリ ウム 緩 衝 溶液 :0 .i八ダ H 酢酸と0 ,IM 酢 酸 ナ トリ ウ ム 溶 液を 混 合 し p 5. 4 .0 に 調 節 した,. 、. . . 2. 番. ,. 9 、. 0. 8. 、. ′. ooom!と 硝 酸ナ トリ ウ ム63 ,8g を水に溶解しI した‐. そ の 他:4 ,6ハダア ン モ ニ ア 水, 2ハダ硝 酸 ア ソモ. ニ ウ ム, 2ハダ硝 酸 カ リ ウム 溶 液,. \ 葛. B, 実 験 操 作 分解反応の速度測定装置は沈澱速度測定に用. ?. ◎ , ○ .る. 一. 02‐ ,. Time ,mm. fectof concent l ion of coba Fig, 1,9 Ef ton p rat rec t t ・ ・ a 1 on p f ide (350) tsul rat e of cobal f ハ f A N NH NO i i Co。cn 品, 0 48 ぬco。c“ h o o r ng t ,% . . , が鱒o ぬ m,。 t ・ Exp 6 7 8 , , No TAA M 5 l ( 1ni i ) 0 5 0 50 ta concn , , m 10 5 i 1ni ) 2 t alconcn , Co ,0 ,(mル! ,5. 500G. 20. . い た も の と 同様で あ る (2 .I B) , ア ンモ ニ ア .1 水, 硝 酸ア ン モニ ウ ム 溶 液, 硝 酸 カ リ ウ ム 溶 液 の 計 算量, ま た は ア ン モ ニ ア 緩 衝 溶 液 の 一 定 量. 分後より試液約2 ,5mZを採り, 氷冷してある試 験管に入れ直ちに反応を停止し, この2m′を採 2M塩酸でアンモニアを中和, 更に酢酸塩緩 箇 溶 液 3mZを 加 え て pH4 と し, 氷 冷 しつ つ 溶. 存硫化水素を水素ガスで通気追い出した. 鉛糟紙による反応を示さなくなってから 2M hら s 水酸化ナトリウム溶液で中和し, D,G,Bu 8 )によって訳液中に残存する末反応のチ の方法7 オアセトアミ ドを定量した, すなわち, 試液を. 0 Zの ビーカーに採り0 loon I ,005N硝酸銀溶液2 ′ ′ 4%チオ 1 1, 2 n lも o ,o4人 臭化カリウム溶液51. 40. / / 硫酸ナトリウム溶液lon ・ , ゼラ チ ン 液 5m, ′を順次に加え, l 4M水酸化ナトリウム溶液15n 硫化銀-”廿未電極の組 み 合 わ せ を用い, o ,oo. 4 M チオアセトアミ ド溶液で試液中の過剰の硝. L き 日. 酸銀を滴定し未反応のチオアセトアミ ドの濃度 を定量した, ここに求めた定量値から反応時間 Zにおけるチオアセトアミ ドの残存濃度を算出 40. 60. した, 電位差滴定 並び にpH 測 定 は 堀 場M- 3型 pH メーターを使用した, 2 .3 ,2 実. き, 日. A,. 験. 結. 果. 分解 速 度 と チ オ ア セ トア ミ ド及 び ア ンモ ニ ア の 濃 度の 関 係. チ オ ア セ トア ミ ドの ア ンモ ニ ア 性 溶 液 か ら生 ず る ハイ ドロ サ ル フ ァ イ ドイ オ ソ. 40 Time , mln ー i icke ip i。 Fig t t t 三 lrat l l .d zh .C ー e 。fl ミ ,cobal ,a ・ 1,1O Prec . f f f i erentt emperat ure sulideat d ダ h loni 20ハダ 0 0 t 0 5αconcn 71崩 : : concn ofN日.N03 cs rengt : ofNHa ; . . . . , 86. (40). の分解速度を調べるため, まず硝酸ア ン モ ニ ウ ム の 濃 度 を 一 定 と しア ンモ ニ ア の. 濃度を変化した場合と, ア ンモニアの濃.

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