Nuclear magnetic relaxation and selective solvation of Rb⁺ in water-methanol mixtures

Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie der Universitat Karlsruhe, Germany.

Abstract

Relaxation times of Rb⁸⁷ for the nuclear magnetic relaxation which is caused by quadrupolar interaction have been measured in solutions of RbF in water-methanol mixtures using the wide-line technique. The aim of this work was to investigate the environment of the Rb+ cation in going from pure water to pure methanol. The entirely different effect of the addition of methanol to wrater on the quadrupolar relaxation of the cation nucleus as compared to that on the anion nucleus is described. The explanation is given in terms of selective solvation of the cation, in such a manner that water molecules as neighbours are preferred.

The experimental results are interpreted applying a recently published electrostatic theory of quadrupolar relaxation in ionic solutions.

Résumé

Les vitesses de relaxation magnétique nucléaire du Rb87 dues aux interactions quadrupolaires ont été mesurées pour RbF en solution dans des mélanges eau-méthanol par la technique à large bande. Le but de ce travail était d'étudier le voisinage du cation Rb⁺ en passant de l'eau pure au méthanol pur. L’effet de l’addition du méthanol à l’eau sur la relaxation quadrupolaire du cation a été comparé à l’effet tout différent sur l’anion. L’explication est donnée en termes de solvatation sélective du cation, en ce sens que les molécules d’eau sont les voisins privilégiés des cations.