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104番元素ラザホージウムの同族元素Zr、HfのH$$_{2}$$SO$$_{4}$$水溶液系における陽イオン交換樹脂への吸着速度の研究

Study on the adsorption rate of Zr and Hf as homologues of element 104, Rutherfordium, on the cation-exchange resin in H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ solutions

五十嵐 訓*; 末木 啓介*; 塚田 和明 ; 永目 諭一郎 

Ikarashi, Satoshi*; Sueki, Keisuke*; Tsukada, Kazuaki; Nagame, Yuichiro

H$$_{2}$$SO$$_{4}$$水溶液系において超重元素ラザホージウムを対象に研究に進めてきたが、同族元素のZr及びHfでは迅速クロマトグラフ実験で得られる溶離が、分配係数から期待される溶離位置と一致しないこと、そしてそのクロマトグラフ挙動に元素依存があることがわかっている。そこで、本相違に関して定量的な議論を進めるため、$$^{88}$$Zr及び$$^{175}$$Hfトレーサーを対象に0.1M H$$_{2}$$SO$$_{4}$$水溶液中における強陽イオン交換樹脂(H$$^{+}$$型)への分配係数と平衡到達の時間変化を15$$sim$$45$$^{circ}$$Cの条件で得た。その結果、陽イオン交換の平衡到達時間は温度条件15$$sim$$45$$^{circ}$$Cではほとんど変化せずほぼ70$$sim$$80秒を要することが明らかになった。また、硫酸水溶液中と硫酸/硝酸混合溶液([H$$^{+}$$]$$_{eq}$$=1.0M)中での吸着速度もほぼ同じであることもわかった。したがって、本実験条件で迅速クロマトグラフ実験で得られる溶離曲線が、分配係数から期待される溶離位置よりも早く溶出する原因は、陽イオン交換の平衡到達速度の影響であることが明らかになった。

The adsorption rates of Zr and Hf on the cation-exchange resin in H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ solutions were investigated in order to lead to the quantitative discussion of the chromatography. It was obtained the adsorption rates of $$^{88}$$Zr and $$^{175}$$Hf on the cation-exchange resin in 0.1 M H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ at 15, 25 and 45$$^{circ}$$C as functions of the shaking times. The results showed that the equilibrium of cation-exchange was reached at 70$$sim$$80 seconds and that the adsorption rates on the cation-exchange resin were not changed between 15$$sim$$45$$^{circ}$$C in the present condition. In H$$_{2}$$SO$$_{4}$$/HNO$$_{3}$$ mixed solution ([H$$^{+}$$]$$_{eq}$$ = 1.0 M), the adsorption rate was similar to those of $$^{88}$$Zr and $$^{175}$$Hf on the cation-exchange resin in H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ solution.

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