Journal of the Korean Chemical Society (대한화학회지)

Korean Chemical Society (대한화학회)
권호 표지

Characterization of the Nature of Cd(II) Ion Binding Sites on Poly(acrylic acid) Using$^{113}Cd$NMR

카드뮴-113 NMR을 이용한 폴리아크릴산의 카드뮴(Ⅱ) 이온에 대한 결합자리의 특성연구

  • Chung, Kun Ho (Department of Chemistry, Korea Advanced Institute of Science and Technology) ;
  • Koo, Ja-Eung (Department of Chemistry, Korea Advanced Institute of Science and Technology) ;
  • Shin, Hyun Sang (Department of Chemistry, Korea Advanced Institute of Science and Technology) ;
  • Moon, Hichung (Department of Chemistry, Korea Advanced Institute of Science and Technology)
  • 정근호 (한국과학기술원 화학과) ;
  • 구자응 (한국과학기술원 화학과) ;
  • 신현상 (한국과학기술원 화학과) ;
  • 문희정 (한국과학기술원 화학과)
  • Published : 19960100
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The cadmium(Ⅱ)-carboxylate complexes of monocarboxylates and poly(acrylic acid) (PAA) in an aqueous solution were investigated using 113Cd NMR spectroscopy. From these spectral data the chemical shifts of the monocarboxylate (e.g. acetate, benzoate and propanoate) complexes of Cd(Ⅱ) were evaluated (CdL+: -22 to -24 ppm range; CdL2: -39 to -40 ppm range; L: carboxylate). The chemical shift of cadmium(Ⅱ) bound on PAA changed in value from -36.6 to -38.2 ppm when the [PAA]/[Cd] ratios were varied from 12 to 118 eq/mol at a constant pH of 6. The 113Cd chemical shift was sensitive to the change in solution pH: the chemical shift changed from 1.6 to -37.6 ppm when the pH was rasied from 1 to 6 at a constant [PAA]/[Cd] ratio of 39 eq/mol. These results show that under these conditions, the dominant species formed in solution is 1 : 2 complex (CdL2), and 1 : 1 complex (CdL+) is only formed at low pH, when polyanion concentration is low.

카드뮴-113 NMR을 이용하여 수용액속에서 카드뮴 이온과 유기산(아세트산, 벤조산 및 프로판산)과의 결합 특성을 알아보았고 여기서 얻어진 결과를 폴리아크릴산(PAA)의 결합자리의 특성연구에 응용하였다. 유기산에 결합된 카드뮴 화합물의 카드뮴-113 NMR 화학적이동 결과 분석으로부터, $CDL^+$와 $CDL_2$(L:카르복실기) 화학종에 해당하는 화학적이동값은 각각 -22에서 -24ppm과 -39에서 -40ppm의 범위를 나타냈다. 카드뮴과 폴리아크릴산 화합물에서는 폴리아크릴산 대 카드뮴의 농도비를 12에서 118eq/mol로 증가시킬 때 화학적 이동값이 -36.6ppm에서 -38.2ppm으로 변하였다. 또한, 폴리아크릴산 대 카드뮴의 농도비를 고정시키고 ([PAA]/[Cd] = 39ep/mol) 용액의 pH를 1에서 6까지 변화시킬 때 화학적이동값은 1.6ppm에서 -37.6ppm으로 변하였다. 이 결과는 폴리아크릴산 대 카드뮴의 농도비 변화 실험에서 주화학종은 1:2 착물($CdL_2$)이고 농도비가 증가하면 1:2 착물형성도 증가하는 것을 보여준다.또한, 낮은 pH에서는 1:1착물($CdL^+$)이 우세하고 pH가 증가하면서 1:2 착물($CdL_2$)이 증가한다는 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. J. Biol. Chem. v.257 Boulanger, Y.;Armitage, I. M.;Miklossy, K.-A.;Winge, D. R.
  2. Fed. Proc., Fed. Am. Soc. Exp. Biol. v.41 Genttings, P.;Colemna, J. E.
  3. J. Am. Chem. Soc. v.102 Bobsein, B. R.;Myers, R. J.
  4. Biochemistry v.19 Bailey, D. B.;Ellis, P. D.;Free, J. A.
  5. Biochemistry v.19 Otoves, J. D.;Armitage, I. M.
  6. Biochemistry v.20 Evelhoch, J. L.;Bocian, D. F.;Sudmeier, J. L.
  7. J. Biol. Chem. v.255 Uiterkamp, A. J. M. S.;Armitage, I. M.;Coleman, J. E.
  8. Environ. Sci. Technol. v.24 Majidi, V.;Laude, D. A., Jr.;Holcombe, J. A.
  9. Water Res. v.22 Pommery, J.;Ebenga, J. P.;Imbenotte, M.;Palvavit, G.;Erb, F.
  10. Metal Ions in Biological Systems v.18 Buffle, J.;Sigel, H.(ed.)
  11. Humic Substances and Their Role in the Environment Weber, J. H.;Frimmel, F.(ed.);Christman, R. F.(ed.)
  12. J. Am. Chem. Soc. v.105 Honkonen, R. S.;David Doty, F.;Ellis, P. D.
  13. J. Am. Chem. Soc. v.106 Honkonen, R. S.;Ellis, P. D.
  14. J. Magn. Reson. v.41 Cheung, T. T. P.;Worthington, L. E.;Dub. Murphy, P.;Gerstein, B. C.
  15. J. Chem. Soc., Chem. Comm. Griffith, E. A.;Amma, E.
  16. J. Chem. Soc., Chem. Comm. Rodesiler, P. F.;Amma, E. L.
  17. Inorg. Chem. v.22 Charles, N. G.;Griffith, E. A. H.;Rodesiler, P. F.;Amma, E. L.
  18. J. Phys. Chem. v.85 Mennitt, P. G.;shatlock, M. P.;Bartuska, V. J.;Maciel, G. E.
  19. Inorg. Chem. v.24 Keller, A. D.;Drakenberg, T.;Briggs, R. W.;Armitage, I. M.
  20. Inorg. Chem. v.25 Munakata, M.;Kitagawa, S.;Yaki, F.
  21. J. Phys. Chem. v.84 Ackerman, M. J. B.;Ackerman, J. J. H.
  22. J. Phys. Chem. v.85 Jakobsen, H. J.;Ellis, P. D.
  23. J. Am. Chem. Soc. v.101 Ackerman, J. J. H.;Orr, T. V.;Bartuska, V. J.;Maciel, G. E.
  24. J. Phys. Chem. v.82 Drakenberg, T.;Bjork, N.-O.;Portanova, R.
  25. Crytical Stability Constant Martell, A. E.;Smith, R. M.
  26. Crytical Stability Constant v.3 Martell, A. E.;Smith, R. M.
  27. Crytical Stability Constant v.5 Martell, A. E.;Smith, R. M.
  28. Crytical Stability Constant v.6 Martell, A. E.;Smith, R. M.
  29. Talanta v.14 Perrin, D. D.;Sayce, I. G.
  30. J. Magn. Reson. v.51 Nakashima, T. T.;Ravenstein, D. L.
  31. J. Phys. Chem. v.79 Marinsky, J. A.;Anspach, W. M.