金属のイオン化について

質問

水中で金属がイオン化（カチオン化）している場合は
その対となるアニオンが存在しているはずですが、
例えばある金属材料を湿式研磨して、
水中にその材料の金属イオンが溶解している場合、
その対となるアニオンはどういう形で存在するのでしょうか？
その場合、ｐＨはどう変化するのでしょうか？
またＷ、Ｃｒ、Ｍｏ等のようにオキソ酸アニオンの形で
溶解する場合はｐＨ変化はどうなるのでしょうか？
初歩的な話かもしれませんが、教えてくだされば幸いです。
よろしくお願いいたします。

回答No.2

yumityan · ベストアンサー

こんにちは

金属は単独では水に溶けませので、酸化物となって水に溶けます。アルカリ金属やアルカリ土類金属であれば、金属がイオン化し、アニオンは、ＯＨ-イオンが生成されます。また、金属の酸化物が両性酸化物の場合は、ＯＨ-イオンが生成される場合と、オキソ酸アニオンが生成される場合があります。後者の場合は金属酸化物が酸として挙動しますので、Ｈ＋イオンが生成します。
オキソ酸アニオンが生成する場合、理論的には同時に生成されるＨ＋イオンの影響で酸性になるはずです。
現実的には共存するイオンや他の物質の影響を受けるので、そんなに簡単ではないと思います。
湿式研磨の際、他の酸類を加えていると酸の相手側のアニオンで収支が均衡されています。

補足

ご回答ありがとうございます。

具体例の一つとして、
鉛板を超純水のみで物理研磨を行ない、
その超純水のICP分析を行なうと、
鉛がppbオーダーで検出されます。
その場合は酸化鉛として溶解しているのでしょうか？

回答No.4

noname#21649

まず．「金属」について。
大体の金属では９９．９９９ぐらいの純度が最高でしょう。
程度の差はあれ．合金になっています。すると．りゅうかい付近に不純物が集まっている．位までは御存知でしょう。

ここで．不純物－水－主成分金属の間で局部電池が出来ます。従ってひな金属が溶け出します。超純粋クラスの水でも１い－７程度のH＋が存在しますのでPPB-PPT程度の溶出は容易に起ります。

M → M+ の電気化学反応式やM+ + H2O→ MOH + H+ の化学平衡式はわかりますね。純粋でPPB以下ですから．勝つ量は１．で近似して電気化学方程式を解くと．大体そのくらいの値になります。

金属表面は．んｓ程度の早い時間で酸素と反応してしまい表面はOで覆われます。金属の種類にもよりますが．融点が高い金属の場合は．酸素の位置は変化せず．内部から金属が外に移動します。そして表面で金属と水かOHが反応します。このときのおｈの存在量をスイソイオンが関係します。
その時の方程式は．スタビリティコンスタントオブメタルコンプ゛レックスあたりの本を見て．勝つ量や化学平衡反応定数を探して．計算してみてください。

お礼

ありがとうございました。
これを機に安定度定数の勉強をしてみます。

回答No.3

yumityan

こんばんは
ｐｐｂレベルでは色々な物質が溶けます。
例えば鉛でも、研磨の際に生ずるコロイドの微細な粒子でｐｐｂレベルでは検出される事があります。
極微量の話なので、酸化物として溶解しているのかどうか確かめようがありません。個人的には酸化物として溶けている可能性の方が大きいとは思いますが。

お礼

ありがとうございました。
大変参考になりました。

回答No.1

noname#211914

>例えばある金属材料を湿式研磨して
専門外で「湿式研磨」の方法が分からないのですが、水以外に何か添加するのでしょうか・・・？

補足お願いします。

補足

研磨剤として、例えば超微粒子のシリカ(SiO2)を用いる場合や
また研磨剤なしで超純水だけで、機械的に研磨する場合もあります。
研磨剤なしで機械的に研磨した場合でも、
超純水中に材料(被研磨物)からの金属イオンがppbオーダーで
溶出していることがあるようです。

よろしくお願いいたします。