問 題
ある薬物Aの水に対する溶解度は5w/v%であり、1次反応速度式に従って分解し、その分解速度定数は0.02h-1である。この薬物1.5gを水10mLに懸濁させたとき、残存率が90%になる時間(h)に最も近い値はどれか。1つ選べ。ただし、溶解速度は分解速度に比べて十分に速いものとする。
- 2.5
- 7.5
- 13.5
- 15
- 75
正解.4
解 説
溶解度が 5w/v % とは、水100 ml 中に 5g までしか溶けないということです。水10 ml 中には 0.5 g までしか溶けないことがわかります。
残存率が 90 % ということは、元が 1.5 g なので、0.15 g が分解する時間を考えればよいということです。
薬物 1.5 g を 10 mL に入れると、溶解度である 0.5 g が溶けます。1次反応速度式に従い分解する、ということなので、時間 t が経過した時の濃度は
で表されます。 k 、つまり分解速度定数が 0.02、C0、つまり初濃度に 0.5、Cに 0.15 g 溶けた時の濃度、つまり 0.35 を代入すると
です。ここで、0.5 / 0.35 ≒ 1.4 です。
e ≒ 2.8 より 「1.4 ≒ e/2」 とさらに近似して考えれば、右辺を
と変形することができます。ここで、ln2≒0.7 なので、1-0.7=0.3 です。つまり、0.02 t = 0.3 となります。よって、t = 15 です。
以上より、正解は 4 です。
コメント