第104回薬剤師国家試験　問170（理論問題）　酸・塩基平衡　溶解度

25 °Cにおいて固相が十分に存在する条件下、pHと弱電解質Aの分子形とイオン形の溶解平衡時の濃度の関係を図に表した。以下の記述のうち、正しいのはどれか。２つ選べ。ただし、弱電解質Aの分子形とイオン形の溶解平衡時の濃度比はHenderson–Hasselbalch の式に従い、弱電解質Aの溶解やpH調整に伴う容積変化は無視できるものとする。必要ならば、log2=0.30、log3=0.48、10^1/2 =3.2を用いて計算せよ。

弱電解質Aは弱酸性化合物である。
弱電解質Aの pKa は2.0である。
25 ℃において、pH7.0のときの弱電解質Aの溶解度は、pH6.0のときの溶解度の約10倍になると予想される。
25 ℃において、pH1.0のときの弱電解質Aの溶解度は、pH2.0のときの溶解度の約1/10倍になると予想される。
25℃において、弱電解質A5 mgを水1 mLに分散させたとき、pH5.5以上になると全量が溶解すると予想される。

解答・解説

解答
1、3

解説
設問の図より以下のことを読み取ることができる。
pHの増加に伴ってイオン形の濃度が上昇していることから、弱電解質Aは弱酸性薬物であると考えられる。
pH4では、分子の濃度とイオンの濃度が同じであることから、弱電解質AのpKaは4.0であると考えられる。
１　正
前記参照

２　誤
弱電解質AのpKaは4.0である。

３　正
弱酸性電解質の溶解度CsとpHの関係は以下の式で表される。
Cs＝分子形の溶解度×（1＋10^pH^－pKa）
設問の図より分子形の溶解度は0.1 mg/mLであることから、25℃におけるpH6.0、pH7.0のときの弱電解質Aの溶解度を以下のように求めることができる。
＜pH6.0の溶解度＞
Cs＝0.1×（1＋10⁶^－4）＝10.1 mg/mL
＜pH7.0の溶解度＞
Cs＝0.1×（1＋10⁷^－4）＝100.1 mg/mL
上記のことから、25℃において、pH7.0のときの弱電解質Aの溶解度は、pH6.0のときの溶解度の約10倍になると予想される。

４　誤
解説3と同様に25 °CにおけるpH1.0、pH2.0のときの弱電解質Aの溶解度を以下のように求めることができる。
＜pH1.0の溶解度＞
Cs＝0.1×（1＋10¹^－4）≒0.1 mg/mL
＜pH2.0の溶解度＞
Cs＝0.1×（1＋10²^－4）≒0.1 mg/mL
上記のことから、25℃において、pH1.0のときの弱電解質Aの溶解度は、pH2.0のときの溶解度とほぼ同じになると予想される。

５　誤
25℃におけるpH5.5における溶解度を以下のように求めることができる。
＜pH5.5の溶解度＞
Cs＝0.1×（1＋10^5.5^－4）＝0.1×（1＋10¹×10^1/2）≒3.3 mg/mL
上記のことから、25℃において、弱電解質A 5 mgを水1 mLに分散させたとき、pH5.5では一部溶解せず、固体として存在すると予想される。