薬剤師国家試験 第108回 問95 過去問解説

　問 題　　　　　

0.20 mol/L 塩化アンモニウム水溶液 100 mL を用いてアンモニア・塩化アンモニウム緩衝液 (pH 9.0) を調製したい。この塩化アンモニウム水溶液に加える 0.18 mol/L アンモニア水溶液の液量に最も近い値はどれか。1 つ選べ。

ただし、アンモニアの pK_b ＝ 4.7、水のイオン積 [H^＋][OH^－] ＝ 1.0 × 10^－14 (mol/L)²、10^0.3 ＝ 2とし、混合により各水溶液の体積は変化しないものとする。

1. 15mL
2. 35mL
3. 55mL
4. 75mL
5. 95mL

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

緩衝溶液、pH と来たら Henderson-Hasselbalch （ヘンダーソン－ハッセルバルヒ）の式です。（参考 104-91 酸性の緩衝溶液についての pH を求める問題）。塩基性化合物なので、pH　=　pKa + log [分子形]/[イオン形]  (塩基性化合物の場合) を思い出します。本問では、分子形とは［NH₃］、イオン形とは［NH₄^＋］です。

アンモニアの pKb = 4.7 と与えられており、また、pKa + pKb = 14 は基礎知識です。これにより、pKa = 14 – 4.7 = 9.3 です。

[NH₄^＋] は、0.20 mol/L で 100 mL = 0.1L なので、0.20 × 0.1 = 0.02 mol です。調製したい pH = 9.0、pKa = 9.3、[NH₄^＋] = 0.02 を代入すると、以下のようになります。10^0.3 = 2 と与えられていることを活用することで、[NH₃] を求めることができます。

すなわち、[NH₃]/0.02 = 1/2 であることから、[NH₃] は 0.01 です。この結果、本問は「0.18 mol/L アンモニア水溶液 が 何 mL で、0.01mol か」という問題に帰着します。選択肢から選ぶなら 55 mL が妥当です。

以上より、正解は 3 です。