pKa4.5pH4.5溶解度0.04⇒分子形溶解度

質問

1価の弱酸性化合物(pKa=4.5)のpH4.5での溶解度は0.04μg/mLだった。この化合物の分子形溶解度(μg/mL)はいくらですか？

すみませんが計算の途中の過程となぜそうなるのかという解説もあわせてよろしくお願いします。

回答No.1

nious · ベストアンサー

弱酸性化合物を「HA」とし、その式量を W とします。
HA ⇔ H^+ + A^- ：pKa＝4.5
物質収支：[HA]＋[A^-]＝0.04/W (mM)
質量作用則：[H^+][A^-]/[HA]＝Ka＝10^(-4.5)
2式から [HA]＝(0.04/W)＊[H^+]/([H^+]＋Ka) (mM) と表せます。
分子形の HA が飽和した状態では [HA]＝(0.04/W)＊[H^+]/([H^+]＋Ka)＝S° が成り立ちます。S° は HA の溶解度(飽和濃度) で 温度にのみ依存し、溶液のpHには依存しません。つまり温度が一定であれば定数になります。
pH＝4.5 では S°＝(0.04/W)＊[H^+]/([H^+]＋Ka)＝(0.04[H^+]/W)/(2[H^+])＝0.02/W (mM)
よって HA の溶解度は S°＊W＝0.02 (μg/ml)

このように考えると pH や pKa が何であっても問題に対応することが出来ます。その場しのぎで遣い回しの効かない解法よりも良いでしょう。

お礼

途中の解説も詳しく説明してくださり、わかりやすかったです。ありがとうございました。