PVA の塩析に用いる塩の研究

PVA の塩析に用いる塩の研究
東京都立本所高等学校
○須藤雅也
○白石遼太郎
本橋裕翔鈴木巧
化学部
○相原遼汰牛島信太郎
齊藤大知
香取茉奈実布川茉奈
岡島智直塩田啓斗
畑山遥神宮寺励
１．はじめに
PVA 洗濯のりに食塩（NaCl）を加えると PVA が塩析を起こし、スーパーボールができる。しか
し、NaCl 以外の塩で塩析させることができるかは未解明であった。そこで本研究では、PVA 洗濯
のりに様々な塩を加え、塩析が起きるかどうかを調べるために実験を行った。また、塩の違いに
よる塩析の起こりやすさについても検討を行った。
２．実験方法
① 100 mL ビーカーに PVA 洗濯のりを 10 mL 測り入れた。
② メスフラスコを用い、表１・表２に示す各濃度の陽イオンを塩化物の塩でそれぞれを調
製した。
③ ①に②で調製した水溶液をビュレットで加え、何 mL で塩析が起きるか、もしくは塩析が
起きないか調べた。※薄く白濁した点を塩析とした。
④ これらの操作を３回行い、平均値を記録した。
３．結果
１価の陽イオンの滴定結果を表１に示す。NH4＋では塩析を起こさなかったものの、１族の陽イ
オンについてはすべて塩析を起こした。塩析を起こした１族の陽イオンについて、滴下量[mol]
を比較すると、周期が上がるごとに小さくなることがわかった。
２価の陽イオンの滴定結果を表２に示す。２価の陽イオンについては、すべて塩析を起こさな
かった。
表１．１価の陽イオンの滴定結果
陽イオン
濃度 [mol/L]
滴下量 [mL]
滴下量 [mol]
Li
＋
6.00
7.63
0.0458
Na＋
4.00
6.03
0.0241
3.00
6.80
0.0204
Rb＋
4.00
3.34
0.0134
Cs
＋
4.00
3.68
0.0133
NH4＋
4.00
＞40.00(※)
＞0.1600(※)
＋
K
※測定条件では塩析を起こさなかった。
表２．２価の陽イオンの滴定結果
陽イオン
濃度 [mol/L]
滴下量 [mL]
滴下量 [mol]
Mg２＋
2.00
＞40.00(※)
＞0.0800(※)
Ca
２＋
3.00
＞40.00(※)
＞0.1200(※)
Sr２＋
2.00
＞40.00(※)
＞0.0800(※)
※測定条件では塩析を起こさなかった。
４．考察
一般に、高分子溶液に一定量以上の塩を加えると塩析が起きる。塩析を起こすのに必要な塩の
量は塩の種類によって異なり、塩析を起こしやすいイオンを順に並べたものをホフマイスター系
列と呼ぶ 1。
今回の結果をこのホフマイスター系列と比較すると、１価の陽イオンの順列は Cs＋＞Rb＋＞K＋
＞Na＋＞Li＋となり、文献と一致する 2。この滴下量を周期にしたがってプロットしたものを図１
に示した。滴下量は周期が上がるにつれて小さくなっているが、その下がり具合は一定でなく、
周期を増すごとに小さくなっている。この原因については水和のしやすさが関係していると考え
られるが、詳細を明らかにすることができなかった。
滴下量[mol]
0.050
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
LiCl
NaCl
KCl
RbCl
CsCl
図１．１族の塩化物の滴定結果
陽イオンで唯一塩析を起こさなかったのは、NH4＋である。この結果は、NH4＋が多原子イオンで
あるために、水と水和する能力が低かったからではないかと考えている。更なる解明のため、今
後は他の多原子イオンについても実験を行う予定である。
また、２価の陽イオンについてはどれも塩析を起こさなかった。文献によると１価よりも塩析
能力は低いとされるが 2、今回の測定条件では十分に検討ができなかった。今後、濃度を高めて
再度実験を行いたい。
参考文献
1) Y. Zhang, P. S. Cremer, Current Opinion in Chem. Biol. 10, 658 (2006).
2) 「Hofmeister Series の機構解明」
（2015/2/9 閲覧）
http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/satoh/ja/lab/theme/Hofmeister.html

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