薬剤師国家試験 平成31年度 第104回 - 一般 理論問題 - 問 170

25℃において固相が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、正しいのはどれか。２つ選べ。ただし、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できるものとする。必要ならば、log2＝0.30、log3＝0.48、101/2＝3.2を用いて計算せよ。

１　弱電解質Aは弱酸性化合物である。
２　弱電解質AのpKaは2.0である。
３　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　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。
５　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以上になると全量が溶解すると予想される。

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解答　１、３

設問中の図は、固相が十分に存在する条件下において、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示している。グラフの縦軸である濃度は、各pHにおける分子形とイオン形の溶解度と一致している。

１　正
イオン形のグラフより、pH増加に伴いイオン形の溶解度が増加していることがわかる。したがって、弱電解質Aは弱酸性化合物であると判断できる。

２　誤
pKaとは分子形とイオン形が等モル濃度存在している時の溶液のpHに等しいため、設問中の図の分子形とイオン形の直線の交点（分子形とイオン形が等モル濃度存在）におけるpHがpKaとなる。したがって、弱電解質AのpKaは4.0である。

３　正
弱酸性薬物の溶解度（Cs）は①式で表すことができる。
Cs＝［Cs分］＋［Csイ］＝［Cs分］・（1＋10pH−pKa）…①
・pH＝7.0のときの溶解度Csは
Cs＝0.1 mg/mL×（1＋107.0−4.0）＝100.1 mg/mL
・pH＝6.0のときの溶解度Csは
Cs＝0.1 mg/mL×（1＋106.0−4.0）＝10.1 mg/mL
したがって、pH7.0のときの溶解度CsはpH6.0のときの溶解度Csの約10倍である。

４　誤
・pH＝1.0のときの溶解度Csは
Cs＝0.1 mg/mL×（1＋101.0−4.0）＝0.1001 mg/mL
・pH＝2.0のときの溶解度Csは
Cs＝0.1 mg/mL×（1＋102.0−4.0）＝0.101 mg/mL
したがって、pH1.0のときの溶解度CsはpH2.0のときの溶解度Csとほぼ等しい。

５　誤
・pH＝5.5のときの溶解度Csは
Cs＝0.1 mg/mL×（1＋105.5−4.0）
　＝0.1 mg/mL×（1＋101.5）
　＝0.1 mg/mL×（1＋10×101/2）
　＝0.1 mg/mL×（1＋10×3.2）
　＝0.1 mg/mL×33
＝3.3 mg/mL
したがって、pH5.5のとき弱電解質Aは水1 mLに3.3 mgまでしか溶解できない（全量5mg溶解しない）。

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