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A Thermodynamic model for the solubility of HfO$$_{2}$$(am) in the aqueous K$$^{+}$$ - HCO$$_{3}$$$$^{-}$$ - CO$$_{3}$$$$^{2-}$$ - OH$$^{-}$$ - H$$_{2}$$O system

K$$^{+}$$-HCO$$_{3}$$$$^{-}$$-CO$$_{3}$$$$^{2-}$$-OH$$^{-}$$-H$$_{2}$$O水溶液系における非晶質二酸化ハフニウム(HfO$$_{2}$$(am))の溶解度の熱力学モデル

Rai, D.*; 北村 暁  ; Rosso, K.*

Rai, D.*; Kitamura, Akira; Rosso, K.*

非晶質二酸化ハフニウム(HfO$$_{2}$$(am))の溶解度を、炭酸水素カリウム(KHCO$$_{3}$$)濃度0.001$$sim$$0.1mol.kg$$^{-1}$$の範囲で測定した。HfO$$_{2}$$(am)の溶解度は、KHCO$$_{3}$$濃度の増加とともに劇的に増大し、ハフニウム(IV)が炭酸イオンと強く錯生成することを示した。ハフニウムの炭酸錯体の熱力学的平衡定数を、PitzerおよびSITの両活量補正モデルで導出した。KHCO$$_{3}$$濃度の増加に伴う劇的なハフニウム濃度の増大は、Hf(OH)$$_{2}$$(CO$$_{3}$$)$$_{2}$$$$^{2-}$$およびHf(CO$$_{3}$$)$$_{5}$$$$^{6-}$$の生成を考慮することで最もよく説明することができた。これらの生成反応である[Hf$$^{4+}$$ + 2CO$$_{3}$$$$^{2-}$$ + 2OH$$^{-}$$ $$leftrightarrow $$ Hf(OH)$$_{2}$$(CO$$_{3}$$)$$_{2}$$$$^{2-}$$]および[Hf$$^{4+}$$ + 5CO$$_{3}$$$$^{2-}$$ $$leftrightarrow $$ Hf(CO$$_{3}$$)$$_{5}$$$$^{6-}$$]の平衡定数の対数値は、それぞれ44.53$$pm$$0.46および41.53$$pm$$0.46であった。

Solubility of HfO$$_{2}$$(am) was determined as a function of KHCO$$_{3}$$ concentrations ranging from 0.001 mol.kg$$^{-1}$$ to 0.1 mol.kg$$^{-1}$$. The solubility of HfO$$_{2}$$(am) increased dramatically with the increase in KHCO$$_{3}$$ concentrations, indicating that Hf(IV) makes strong complexes with carbonate. Thermodynamic equilibrium constants for the formation of Hf-carbonate complexes were determined using both the Pitzer and SIT models. The dramatic increase in Hf concentrations with the increase in KHCO$$_{3}$$ concentrations can best be described by the formation of Hf(OH-)$$_{2}$$(CO$$_{3}$$)$$_{2}$$$$^{2-}$$ and Hf(CO$$_{3}$$)$$_{5}$$$$^{6-}$$. The log$$_{10}$$ K$$^{0}$$ values for the reactions [Hf$$^{4+}$$ + 2 CO$$_{3}$$$$^{2-}$$ +2 OH$$^{-}$$ $$leftrightarrow $$ Hf(OH)$$_{2}$$(CO$$_{3}$$)$$_{2}$$$$^{2-}$$] and [Hf$$^{4+}$$ + 5 CO$$_{3}$$$$^{2-}$$ $$leftrightarrow $$ Hf(CO$$_{3}$$)$$_{5}$$$$^{6-}$$], based on the SIT model, were determined to be 44.53 $$pm$$ 0.46 and 41.53 $$pm$$ 0.46, respectively.

使用言語

 :

English

掲載資料名

 :

Radiochimica Acta

巻

 :

105

号

 :

8

ページ数

 :

p.637 - 647

発行年月

 :

2017/08

発表会議名

 :

開催年月

 :

開催都市

 :

開催国

 :

キーワード

 :

Solubility; Hafnium; Carbonate; complexation constant; HfO$$_{2}$$(am)

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

https://doi.org/10.1515/ract-2016-2623

研究データの公開先DOI

 :

使用施設

 :

広報プレスリリース

 :

論文解説記事
(成果普及情報誌)

 :

受委託・共同研究相手機関

 :

Rai Enviro-Chem

Access

 :

- Accesses

InCites™

 :

パーセンタイル：19.65

分野：Chemistry, Inorganic & Nuclear

Altmetrics

 :

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