초록
알루미늄이온을 함유하는 용액에서 물 분자의 $^1$H-nmr 선나비를 온도와 $H^+$ 농도의 함수로 측정하였다. [$H^+$]=0.06 이상에서 선 나비를 짝을 지지 않는 두-자리 교환 모형으로 분석하였다. 이 분석으로 부터 육수화알루미늄 이온과 용매 물 분자 사이의 양성자 교환속도를 수소 이온 농도의 함수로 얻었다. 이들 반응속도론적 데이타들은 다음과 같은 선형 속도법칙으로 설명하였다. 즉 1/${\tau}$ = $k_1$/12 + $k_2$[$H^+$]/6. 또한 다음과 같은 양성자 교환 파라미터를 얻었다. $k_1^{298}$ = $38.5s^{-1}$ ;${\{Delta}H_1^{\neq}$ = $42.9kJ mole^{-1}$ ;${\{Delta}S_1^{\neq}$ = -48.6J $mole^{-1}K^{-1}$$k_2^{298}$ = $172s^{-1}mole^{-1}$ ; ${\{Delta}H_2^{\neq}$ = $27.8kJ mole^{-1}$ ; ${\{Delta}S_2^{\neq}$ = $-90.3J mole^{-1}K^{-1}$ 이들 활성화 파라미터들은 육수화알루미늄 이온의 산 가수분해와 알루미늄과 수소이온의 수화구들 사이의 양성자 교환이 회합 교환, Ia, 메카니즘의 전이상태를 통해 진행됨을 알려주고 있다.
The $^1H-nmr$ lineshapes of $H_2O$ in the solution containing $Al^{3+}$ ion have been measured as a function of temperature and $H^+$-ion concentration. Above [$H^+$] = 0.06, the lineshape were analyzed by the uncoupled two-site exchange model. From the proton exchange rate between hexaaquaaluminium ion and bulk water as a function of H-ion concentration. These kinetic data could be fitted to a following linear rate law; that is; 1/${\tau}$ = k$_1$/12 + $k_2$[$H^+$]/6. The following proton exchange parameters were obtained; $k_1^{298}$ = 38.5s$^{-1}$ ${\{Delta}H_1^{\neq}$ = $42.9kJ mole^{-1}$ ${\{Delta}S_1^{\neq}$ = -48.6J $mole^{-1}K^{-1}$ $k_2^{298}$ = $172s^{-1}mole^{-1}$ ${\{Delta}H_2^{\neq}$ = 27.8kJ $mole^{-1}$ ${\{Delta}S_2^{\neq}$ = -90.3J $mole^{-1}K^{-1}$ These activation parameters are indicating an associative interchange, Ia, mechanism for the acid-hydrolysis of hexaaquaaluminium ion and the proton exchange between the hydration spheres of $Al^{3+}$ and $H^+$.