2014 学会

分子集合系における先端分析と大規模計算～高度水利用に資するスマート分離技術の基盤構築を目指して～」

　主催：計算物質科学イニシアティブ（CMSI）第3部会　　共催：計算分子科学研究拠点（TCCI）

　日時： 2014年3月20日（木）午後１時　場所： ウィズビジネスセンター　

　3:30 - 4:00 山本 雅博（甲南大理工）　「電気化学界面での計算化学」

電気化学会第81回大会　　関西大学　2014/3/29-31

1D32 電極表面の微細構造はFrumkin効果を引き起こすのか？（京大,甲南大,ＪＳＴ）○北隅優希,白井理,山本雅博,加納健司

1I19 表面波の非対称性は相互作用から説明することが可能なのか？（甲南大,JST-CREST,京大）○山本雅博,加納健司

1K09 イオンの水和エネルギーの非ボルン型理論（神戸大,甲南大）○大堺利行,村上渉,山本雅博,枝和男

第11回 CROSSroads of Users and J-PARC

「機能する界面、反応する表面 (II)」

2014�N8月18日（月）～19日（火）いばらき量子ビーム研究センター B101会議室

電気二重層のシミュレーション 甲南大理工　山本雅博
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65^th Annual Meeting of ISE

Aug.31-Sep.5 2014, Lausanne, Switzerland

Electroanalytical data analysis 　s01-005

Toshiyuki Osakai

(Department of Chemistry, Graduate School of Science, Kobe University, Kobe,

Japan), Wataru Murakami, Kazuo Eda, Masahiro Yamamoto

A Non-Bornian Theory of the Gibbs Energy of Ion Hydration

Ion-selective electrodes　s01-025

Takashi Kakiuchi

(Department of Chemistry of Functional Molecules, Konan University

, Kobe, Japan),

Ryoga Nakamura, Yuta Otsuka, Ryo Hashimoto, Ryo Murakami, Masahiro Yamamoto

Activity of hydrogen ion in sulfuric acid solutions measured potentiometrically with ionic liquid salt bridge

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日本分析化学会　第63年会　広島大学　近畿大学東広島キャンパス 2014/9/17-19

J3008Y   9/19   14:15～14:25   Ｊ会場 有機イオンのニトロベンゼンへの共抽出水分子数

○内藤 恭裕¹ ・ 村上 渉¹ ・ 枝 和男¹ ・ 山本 雅博² ・ 大堺 利行¹
神戸大院理¹ ・ 甲南大院理工²

L1006   9/17   10:45～11:00   Ｌ会場 表面波：相互作用パラメータの分子シミュレーションによる導出

○山本 雅博^1,2 ・ 加納 健司³
甲南大学理工学部¹ ・ JST-CREST² ・ 京大院農³

L1017   9/17   16:45～17:00   Ｌ会場 　見かけの電極反応速度へ及ぼす電極表面の凹凸に由来する電場の不均一さの影響

○北隅 優希^1,3 ・ 白井 理¹ ・ 山本 雅博^2,3 ・ 加納 健司^1,3
京大院農¹ ・ 甲南大理工² ・ JST-CREST³

Y1020   9/17   11:00～12:00      ホスフォニウム系疎水性イオン液体塩橋を用いた0.1 mmol kg^-1～2 mol kg^-1硫酸中の水素イオンに対する単独イオン活量測定

○中村 稜雅¹ ・ 大塚 祐太¹ ・ 橋本 凌¹ ・ 垣内 隆^2,3 ・ 山本 雅博^1,3 ・ 村上 良^1,3
甲南大理工¹ ・ pH計測科学ラボラトリー² ・ JST-CREST³

Y1022   9/17   11:00～12:00      疎水性イオン液体塩橋を用いた模擬海水/塩酸混合水溶液中における水素イオンの単独イオン活量の決定

○橋本 凌¹ ・ 中村 稜雅¹ ・ 山本 雅博^1,3 ・ 垣内 隆^2,3 ・ 村上 良^1,3
甲南大理工¹ ・ pH計測科学ラボラトリー² ・ JST-CREST³

電気化学会　北海道大学 9/27-28, 2014

1E17 ホスフォニウム系疎水性イオン液体塩橋を用いた硫酸中の水素イオンに対する単独イオン活量測定: 硫酸の第2解離定数の再評価（甲南大,JST-CREST,pH計測科学ラボラトリー） ○中村稜雅,大塚祐太,橋本凌,垣内隆,山本雅博,村上良

1E18 疎水性イオン液体を塩橋として用いた模擬海水-塩酸混合水溶液中における水素イオンの単独イオン活量の測定:高イオン強度下でのpHは低イオン強度のものと同様であるか?（甲南大,JST-CREST,pH計測科学ラバラトリー） ○橋本凌,中村稜雅,山本雅博,垣内隆,村上良

2L03 多孔質電極のキャパシタンスにおよぼす電気二重層の重なり合いの影響（京大,JST,甲南大） ○北隅優希,白井理,山本雅博,加納健司

2L04 表面波:対イオンと酸化還元体の相互作用パラメータとボルタモグラム（甲南大,JST-CREST,京大） ○山本雅博,加納健司

1O09 電気二重層内における酵素-電極間静電相互作用に関する考察（京大,JST,筑波大,甲南大） ○杉本悠,北隅優希,辻村清也,白井理,山本雅博,加納健司

ECS Cuncun Mexico

Tuesday, 7 October 2014: 14:00-16:00

Expo Center, 2nd Floor, Delta Room (Moon Palace Resort)

Chairs: Alice H Suroviec , Masahiro Yamamoto and Kilho Lee

14:00-14:20 1353

Theoretical Analysis of Surface Waves: Revisited

M. Yamamoto (Department of Chemistry, Konan University, JST-CREST) and K. Kano (Kyoto University)

The surface wave for the strongly adsorbed redox spices on electrode is one of the fundamental electrochemical issues, because we don’t need considering the mass transfer of redox species and can calculate voltammogram easily. The ideal voltammogram of the surface wave is symmetric for the forward and the backward scan and it is well known the full-width-at-the-half-maximum (FWHM) is 91 mV. Recently Nieh et al. proposed the potentiometric coulometry based on charge accumulation with a peroxidase/osmium polymer-immobilized electrode for sensitive determination of hydrogen peroxide [1]. In this potentiometric coulometry the peak shape and width of the surface wave is the key point to get the amount of the hydrogen peroxide in the polymer film. Kakutati and Senda [2] and Laviron [3] showed that the interaction between the adsorbed redox species change the FWHM of the surface wave, i.e. the FWHM is decreased (increased) when e(O-O) + e(R-R) – 2e(O-R) < 0 (> 0).In this study we have reformulated the chemical potential of the interacting redox species based on Bragg-Williams and Bethe-Guggenheim approximation, and the surface wave voltammogram is evaluated. For the attractive interaction we have found the limiting case that the FWHM become almost zero and the current diverges.　In the Monte Carlo simulation for Kawasaki dynamics system we have confirmed chemical potential obtained by the Bethe-Guggenheim approximation is good enough approximation for the nearest-neighbor interaction model.

We also proposed that the asymmetry of surface wave voltammogram is due to the counter-ion binding interaction for the redox species.

References

[1] C.-H. Nieh et al. Electrochemistry Communications 33 (2013) 135-137.　

[2] T. Kakutani and M. Senda, Bull. Chem. Soc. Japan 52 (1979) 3236-3241.

[3] E. Laviron, J. Electroanal. Chem. 100 (1979) 263-270.

第６０回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会

京都工芸繊維大学 2014 11/15-11/16

11:2011:40 1K1

電気二重層効果から見た電極反応速度論：

Eyring Transition-State Theory or Linear Free Energy Relationship?

○山本雅博（甲南大理工）

1P5イオン液体塩橋を用いる希薄硫酸水溶液中の水素イオン単独イオン活

量測定における分配平衡の重要性

○中村稜雅1, 橋本凌1, 山本雅博 1,3, 垣内 隆2,3, 村上良1,3

（1 甲南大理工，2 pH計測科学ラボラトリー， 3 JST-CREST）

1P13 有機イオンのニトロベンゼンへの共抽出水分子数と溶媒間移行ギブズエネルギー

○内藤恭裕1，村上渉1，枝和男1，山本雅博2，大堺利行1

（1神戸大院 理， 2甲南大理工）

2P2イオン液体塩橋を用いる海水の精密pH測定法の基礎的検討

○橋本凌1, 中村稜雅1,山本雅博1, 2, 垣内 隆1,2,3, 村上 良1, 2

（1甲南大, 2 JST-CREST, 3 pH計測科学ラボラトリー）

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第３３回日本溶媒抽出学会 2014 12/11-12

ホテルプラザ神戸 11F光の間

神戸市東灘区向洋町中2-9-1

特別講演 液液界面の電気分析化学と溶媒抽出：revisited

甲南大 山本雅博

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2014年度第3回関西電気化学研究会

主催：電気化学会関西支部

日時2013年12月13日(土) 11:00-17:30

場所 関西大学千里山キャンパス

新関大会館北棟

(大阪府吹田市山手町3-3-35)

中村稜雅氏，および橋本凌氏　ポスター発表２件

神戸大　内藤氏

(P31) イオン液体塩橋を用いる海水の精密pH 測定法の基礎的検討

(1 甲南大院自然, 2 甲南大理工, 3pH 計測科学ラボ, 4JST‐CREST) ○橋本凌1，中村稜雅1，山本雅博2,4，垣内隆2,3,4，村上良2,4

海水などの高イオン強度環境におけるpH の定義は国際的に合意されておらず4 種類の定義が並存している．このためそれぞれの研究に

よって得られたpH 値を相互に比較することが難しい．本研究はイオン液体塩橋(ILSB)を用いて海水のpH を活量ベースで測定可能かどうか

を確かめることを目的とし，イオン強度を0.4276 mol kg-1 で一定としたHCl-NaCl 混合電解質溶液のpH 測定を行った．測定には電気化学セ

ルAg | AgCl | 1 mmol kg-1 HCl | ILSB | Sample (H2) | Pt を用い， ILSB としてtributyl(2-methoxyethyl)phosphonium

bis(pentafluoroethanesulfonyl) amide を用いた．解析には電位が安定した後，1 時間後からの測定値を平均して得た値を用いた．測定の結果,

イオン強度一定の条件下であってもH+の単独イオン活量係数は一定ではなく，その組成に依存して変化することが分かった．そして，その変

動はFraenkel の提唱するHCl-NaCl 混合電解質におけるDH-SiS モデルの予測とよい一致を示した．この一致は，このILSB が，このイオン

強度で有効に機能することを示唆する．

(P33) イオン液体塩橋を用いる希薄硫酸水溶液中の水素イオン単独イオン活量測定

(1 甲南大院自然，2 甲南大理工3pH 計測科学ラボラトリー，4JST-CREST) ○中村稜雅1,4，橋本凌1,4，山本雅博2,4，垣内隆2,3,4 ，村上良2,4

硫酸は水溶液中で次のように解離する1-2 電解質と考えられている．

H2SO4 �ﾌ H+ + HSO4

- , HSO4

- �ﾌ H+ + SO4

2-

第1 解離は濃厚溶液でない限り完全解離，第2 解離は，その解離定数K2 が0.01 と報告されている．これらの結果は，硫酸の平均活量から

求められたものであり， 単独イオン活量の報告例はない． 本研究では， イオン液体Tributyl(2-methoxyethyl)phosphonium

bis(pentafluoroethanesulfonyl) amide([TBMOEP][C2C2N])を塩橋として用いて，希薄硫酸水溶液中の単独水素イオン活量の測定によって，こ

の解離挙動を検討した．Ag | AgCl |0.01 M NaCl | ILSB | x mol kg-1 H2SO4, H2(g) | Pt の25℃における端子間電位差E をx ＝ 0.0001～0.5

の範囲で測定した．結果は，K2 が0.005 から0.01 であるとすると説明できる．しかし，硫酸水溶液を[TBMOEP][C2C2N]であらかじめ飽和させ

た場合，E はさせない場合に比べ，約2 mV，正の値を示し，また，安定値に到達する時間が短く，再現性も良かった．この差が出る原因につ

いて検討中である．

(P37) 有機イオンのニトロベンゼンへの共抽出水分子数と溶媒間移行ギブズエネルギー

(1 神戸大院理，2 甲南大院理工) ○内藤 恭裕1，村上 渉1，山本 雅博2，枝 和男，大堺 利行

親水性イオンが水相から有機溶媒相中に抽出される際，イオンが固有の数の水分子を共抽出する現象が知られている．本研究では，水—ニ

トロベンゼン系における親水性の荷電基を持つ各種有機イオンの共抽出水分子数（n）を決定するとともに，荷電基上の表面電場に対するn

の依存性を検討した．その結果，ローカルな電場の値の絶対値が大きくなるに従ってn は急激に増大し，飽和値に達した．さらに，先の非ボ

ルン型の溶媒和モデルを応用して，有機イオンの溶媒間移行ギブズエネルギー（ΔGtr）の理論的評価法についても検討した．イオン表面の

ローカルな電場の大きさをもとに，水和される部分と水和されない部分とを区別して，非ボルン型の溶媒和モデルを適用し，ΔGtr を精度良く

予測できることが分かった．

電気化学会第82回大会 　横浜国立大　2015/3/15-17

E会場 第2日・3月16日（月） 【シンポジウム：ナノスケール界面・表面の構造とダイナミクス】10:15-10:45

2E06 イオンの電位依存的な吸着に基づいた微細貫通孔壁面における容量成分のモデル化（京都大学,JST-CREST,甲南大学）◯北隅 優希,白井 理,山本 雅博,加納 健司

2E07 表面波:酸化還元電位分布と相互作用（甲南大学,JSTーCREST,京都大学）◯山本 雅博,加納 健司

H会場 第1日・3月15日（日） 【シンポジウム：溶液化学の新しい展開】13:30～13:45

1H19 油水界面での有機イオンの溶媒間移行ギブズエネルギーの理論的予測（神戸大学,甲南大学）◯大堺 利行,内藤 恭裕,枝 和男,山本 雅博

M会場 第3日・3月17日（日）【シンポジウム：生命科学と電気化学】14:00～14:15

3M21 電極表面電荷がフルクトースデヒドロゲナーゼの直接電子移動反応に与える影響（京都大学,甲南大学）◯杉本 悠,北隅 優希,白井 理,山本 雅博,加納 健司

ポスターセッション 第1日・3月15日（日曜日）【学生ポスターセッション】（18:00～20:00）

PS44 イオン液体塩橋を用いた模擬海水中の単独水素イオン活量の測定（甲南大学,JST-CREST,pH計測科学ラボラトリー）◯橋本 凌,中村 稜雅,山本 雅博,垣内 隆,村上 良

PS49 [TBMOEP+][C2C2N-]からなるイオン液体塩橋|希硫酸水溶液界面の電位差の安定性（甲南大学,JST-CREST,pH計測科学ラボラトリー）◯中村 稜雅,橋本 凌,山本 雅博,垣内 隆,村上 良