大学の化学の問題です。

質問

(3)フェノバルビタールの非イオン型分子のみに対する溶解度を5.0×10^(-3)mol/L、酸解離定数Ka=3.9×10^(-8)mol/Lとするとき、フェノバルビタールのpH7およびpH8での総溶解度を求めよ。

(4)一定温度において、ある酸性医薬品の溶解度はpH2以下で0.010mol/Lであった。
また、pH5における溶解度は0.020mol/Lであった。
この医薬品のpKaはいくらか？
また、pH6におけるイオン型濃度は非イオン型濃度の何倍か？

分かる方いらっしゃいましたら
教えてください。
よろしくお願いします。

回答No.1

nious · ベストアンサー

問題の丸投げは いかなる場合でも削除対象だ。

(3)と(4)は同じ要領で解ける。削除対象に答える理由は暇だから。俺は削除されても全く構わない。

(3) 題意から [HA]＝5.0・10^(-3)M (定数)

総溶解度を s(M) とすれば、

物質収支：[HA]＋[A^-]＝s
質量作用則：[H^+][A^-]/[HA]＝Ka＝3.9・10^(-8)

以上から [HA]＝s・[H^+]/([H^+]＋Ka)＝5.0・10^(-3)M
s＝5.0・10^(-3)・([H^+]＋Ka)/[H^+]

pH＝7 と pH＝8 だから [H^+]＝10^(-7) と 10^(-8)を代入して計算すれば s が分かる。

(4) 題意より Ka＜＜10^(-2) と仮定すれば、溶解度：[HA]＝0.010M(定数) と見做せる。すると(3)から pH＝5 では、

[HA]＝s・[H^+]/([H^+]＋Ka)＝0.020・10^(-5)/{10^(-5)＋Ka}＝0.010M

∴ Ka＝1.0・10^(-5)、仮定は正しいと云える。

pH＝6 では [A^-]/[HA]＝Ka/[H^+]＝10^(-5+6)＝10(倍)

お礼

丁寧に解説ありがとうございます。

補足

物質収支：[HA]＋[A^-]＝s
質量作用則：[H^+][A^-]/[HA]＝Ka＝3.9・10^(-8)

以上から [HA]＝s・[H^+]/([H^+]＋Ka)＝5.0・10^(-3)M
s＝5.0・10^(-3)・([H^+]＋Ka)/[H^+]

の部分なのですが、
s＝[HA]＋Ka・([HA]/[H^+])
＝[HA](1＋Ka/[H^+])

となってしまうのですが…？(;_;)

回答No.3

nious

#1です。

s＝[HA]＋Ka・([HA]/[H^+])＝[HA]・{1＋(Ka/[H^+])}/
＝[HA]・([H^+]＋Ka)/[H^+]

[HA]＝s・[H^+]/([H^+]＋Ka)

お礼

ありがとうございます！

質問したあとにすぐ分かりました。
単なる計算を質問してしまって
申し訳ないです…(>_<)

回答No.2

nananotanu

まぁ、自分の講義ノートを見直して、どこまで理解できたかだけでも補足すれば、答えてくれる方も増えると思いますよ。で、どこまで理解しています？

お礼

(3)については、フェノバルビタールが酸性なのか塩基性なのか分からず困っていました。
酸性ということは問題文から分かるのですか？
酸性である、ということが分かれば、
niousさんの解説通り解けるのですが…。

(4)はよく分かりません。