Effects of ligands on the solubility of tin

配位子の影響を考慮したSnの溶解度

小田 治恵  ; 雨夜 隆之*

Oda, Chie; not registered

126Snは半減期110sup5[y]の-放出核種であり、高レベル放射性廃棄物の地層処分性能評価研究において重要となる核種の一つである。処分環境条件におけるSnの挙動を把握する上で重要となる熱力学データは少なく、処分環境条件における溶解度評価下において溶解度データが取られた例は、高pH領域を除いては報告されていない。本研究では、溶解度評価において重要となる配位子(OH-,Cl-およびSO/sub4/sup2-)濃度と溶解度との関係を調べることを目的とし、Na-ClO4-Cl-SO4水溶液系およびベントナイト平衡液系における非晶質のスズ酸化物(15)(錫酸、SnO2・xH2OまたはSnO2(am))の溶解度を測定した。NaClO4系における溶解度データは、pH611の範囲でpH依存性を示し、それによりSn(IV)の加水分解定数が求められた(Amaya、1997)。また、Na-ClO4-Cl-SO4系においては、Cl-、SO/sub4/sup2-濃度を変化させても溶解度データが変わらなかったことから、Sn(IV)の塩化物錯体や硫酸塩錯体が加水分解種よりも支配的にはなり得ないことを示した。一方、ベントナイト平衡液系での溶解度データは、ベントナイトを用いなかった他の実験よりも高い溶解度を示した。実験結果は、以下を示唆する。処分環境条件の下では、(1)Sn(IV)の液相化学種として、加水分解種、塩化物錯体および硫酸塩錯体以外の化学種が支配的に存在する可能性がある。(2)SnO2(am)以外の固相が、溶解度制限固相として存在する可能性がある。

Solubilities of amorphous stannic oxide, SnO (am) in Na-ClO-Cl-SO aqueous systems were measured to quantitatively investigate the influences of the ligands OH, Cl and SO on solubilities. They were also measured in bentonite equilibrated solutions to discuss the behavior of tin under a repository condition of a high-revel radioactive waste. The solubility data in sodium perchlorate media in the range of pH from 6 to 11 showed pH dependency, and the hydrolysis constants of tin (IV) were determined (Amaya, et al., 1997). No significant changes in solubilities with the variation in Cl, SO concentrations were observed in Na-ClO-Cl-SO aqueous systems, so this indicates that chloride and sulfate species were less effective than hydroxide complexes. On the other hand, solubilities in bentonite equilibrated solutions were higher than solubilities of other experiments in simple systems. These results suggest that (1) other complexes of tin except hydroxide, chloride or sulfate complexes of tin (IV) may dominantly exist in aqueous phase, (2)solid phase other than SnO (am) may limit the solubility of tin under repository conditions.