下図は水の状態図である。アからイへの矢印が表す相変化はどれか。1つ選べ。

1. 融解
2. 凝縮
3. 昇華
4. 凝固
5. 蒸発

　解 説　　　　　

状態図とは、物質が温度や圧力の変化に対してどのように相を変えるかを示す図のことです。相図ともよばれます。

与えられた状態図は、境界線により 3 つの領域に分かれています。ある程度の圧力において、温度をどんどん上げていったら 水は「氷（固体）→ 水（液体） → 水蒸気（気体）」という順に状態が変化していきます。従って、３つの領域はそれぞれ、以下のように固体、液体、気体を表していると考えられます。

これをふまえると、ア → イ の変化は「気体 → 液体」と読み取れます。この変化を表すのは、凝縮です。

以上より、正解は ２ です。

ちなみにですが
融解は、固体から液体への変化を表します。

昇華は、固体から気体への変化を表します。気体から固体への変化も同じ用語だったのですが、近年では「凝華」を用いることが推奨されています。

凝固は、液体から固体への変化を表します。

蒸発は、液体から気体への変化を表します。気化が用いられることもあります。

参考　物理化学まとめ　代表的な状態図（一成分系、ニ成分系、三成分系）

反応1と反応2が共役して起こる反応3の平衡定数Kの値を、反応1と反応2それぞれの平衡定数であるK₁、K₂で表したのはどれか。1つ選べ。

1. K＝K₁＋K₂
2. K＝K₂－K₁
3. K＝K₁×K₂
4. K＝K₁/K₂
5. K＝K₂/K₁

　解 説　　　　　

反応 1 の平衡定数 K₁、反応 2 の K₂ について、それぞれ、以下のように表すことができます。

反応 3 の平衡定数は、反応式より、以下のように表すことができます。

これを K₁、K₂ で表せという問なので、選択肢を見ながら考えれば、K = K₁ × K₂ となります。K₁ × K₂ の計算結果が、以下のようになります。

以上より、正解は 3 です。

白金線を用いた炎色反応で黄赤(橙)色を呈し、その溶液に炭酸アンモニウム試液を加えるとき、白色の沈殿を生じる金属イオンはどれか。1つ選べ。

1. Ca^2＋
2. Ba^2＋
3. Cu^2＋
4. Al^3＋
5. K^＋

　解 説　　　　　

アルカリ金属、アルカリ土類金属は、炎色反応で確認します。代表的な元素と色の対応関係についてまとめると、以下のようになります。

Li　赤　Na　黄　K　紫　Ba　黄緑　Ca　橙

Ca → 橙色 です。

正解は 1 です。

参考　分析化学まとめ　代表的な無機イオンの定性反応

日本薬局方容量分析用標準液 0.1 mol/L チオ硫酸ナトリウム液の標定に用いられる標準試薬はどれか。1 つ選べ。

1. I₂
2. NaI
3. KI
4. KIO₄
5. KIO₃

　解 説　　　　　

チオ硫酸ナトリウムは、代表的な還元剤です。従って、酸化還元滴定による標定が行われると考えられます。

酸化還元滴定において、標準的な酸化剤としては、過マンガン酸カリウム（ KMnO₄ ）、ヨウ素酸カリウム（ KIO₃ ）、臭素（ Br₂ ）などが用いられます。選択肢の中であれば、ヨウ素酸カリウム（ KIO₃ ）が用いられると考えられます。

以上より、正解は 5 です。

参考　分析化学まとめ　酸化還元滴定

血清試料の前処理において、除タンパクに用いる酸として最も適しているのはどれか。1つ選べ。

1. 塩酸
2. 硝酸
3. 硫酸
4. 過塩素酸
5. 乳酸

　解 説　　　　　

除タンパクに用いる酸としては、過塩素酸、トリクロロ酢酸、メタりん酸などが用いられます。選択肢から選ぶと、過塩素酸が妥当と考えられます。

以上より、正解は 4 です。
類題 国家総合職　化学・生物・薬学　H28年 問43

日本薬局方収載医薬品の化学名 (2S) – 2 – Amino – 4 – methylpentanoic acidに対し、正しい構造式はどれか。1 つ選べ。

　解 説　　　　　

まず、選択肢の化合物は全て COOH があり、カルボン酸です。従って、カルボニル基（COOH) の C が、炭素番号１です。

化学名に「-4-methyl…」とあるため、4 位にメチル基があることが名前から読み取れます。各選択肢の ４ 位の所に注目すると、以下の図のように、選択肢 4 以外には、メチル基が存在しません。 

以上より、正解は 4 です。

メソ体でないのはどれか。1つ選べ。

　解 説　　　　　

まず、環状化合物で対称性を判断しやすい、選択肢 1,2,5 に注目します。対称面を考えることで、選択肢 1,5 はメソ体であるとすぐにわかるのではないでしょうか。選択肢 1,5 のように対称面がないことから、選択肢 2 はメソ体ではありません。

選択肢 3 ですが
Fischer 投影式になおすことができるように問題文の構造式が与えられています。Fischer 投影式では、ある炭素の置換基を偶数回入れ替えても、立体は変わりません。そこで２回入れ替えてみると対称面が見つかります。元と変わらない立体配置において、対称面があり、メソ体ということです。従って、元もメソ体と判断できます。

選択肢 4 については
立体を各不斉炭素について読み取りましょう。すると、下図のように見ることで、左側が R、右側が S です。

２つ不斉炭素がある場合 S,R に対する R,S がメソ体です。（R,R や S,S であれば、メソ体ではありませんでした）。従って、選択肢 4 は誤りです。

以上より、正解は 2 です。
類題 105-9
参考　有機化学まとめ　ラセミ体とメソ化合物

基原が根皮の生薬はどれか。1つ選べ。

1. ボタンピ
2. ケイヒ
3. コウボク
4. オウバク
5. トチュウ

　解 説　　　　　

基原とは、薬用部位のことです。選択肢の生薬は全部、皮っぽいんですよね。。。生薬学の実習でやった鑑定を思い出して、選べたら嬉しい問題です。

ボタンピが正解です。ボタンピの薬用部分が根皮です。他の選択肢の薬用部分は樹皮です。ボタンピの主要成分はペオノールです。駆瘀血（くおけつ）作用があり、婦人薬として知られる桂枝茯苓丸などに用いられています。

ケイヒの薬用部分は樹皮です。
主要成分はシンナムアルデヒドです。

コウボクの薬用部分は樹皮です。
半夏厚朴湯が代表的処方です。

オウバクの薬用部分は樹皮です。
主要成分はベルベリンです。構造が直近で既出です。（107-10)。

トチュウは、トチュウの樹皮を用部にする生薬であり、リグナンを含有します。(102-110)。
・トチュウの豆知識：主要成分のグッタペルカ　→　カメラの貼り革 部分や、歯医者で用いられる柔らかいもの などの成分でもあります。トチュウは、天然ゴムの産出木としても知られています。

以上より、正解は 1 です。

以下のカルボニル化合物の反応のうち、主生成物に不斉炭素が生じるのはどれか。1つ選べ。

ただし、すべての反応は終了後、適切な後処理を施していることとする。

　解 説　　　　　

選択肢 1 ですが
水素化ホウ素ナトリウム（NaBH₄）による還元反応です。ケトン → アルコール になります。（参考　有機化学まとめ　求核付加反応・ヒドリド還元）。不斉炭素は生じません。

選択肢 2 ですが
グリニャール試薬による、グリニャール反応です。ケトン → アルコールになります。（参考　有機化学まとめ　アミンの付加反応・Grinard試薬の反応）。不斉炭素は生じません。

選択肢 3 ですが
水素化アルミニウムリチウムによる還元反応です。エステル → アルコールになります。（参考　有機化学まとめ　酸塩化物・酸無水物・エステルの反応）。不斉炭素は生じません。

選択肢 4 は妥当です。
シアノヒドリンが生じます。（参考　有機化学まとめ　求核付加反応・ヒドリド還元）。一個の炭素に H,OH,CN,ベンゼン環が付いている不斉炭素が生じます。

選択肢 5 ですが
アセタールが生成します。（参考　有機化学まとめ　求核付加反応・ヒドリド還元）。不斉炭素は生じません。

以上より、正解は 4 です。

マグネシウムに関する記述のうち、誤っているのはどれか。1つ選べ。

1. マグネシウムイオンは、カルシウムイオンに比べてイオン半径が小さい。
2. マグネシウムイオンは、ルイス酸としてATPのリン酸基と結合する。
3. 空気中で金属マグネシウムが燃焼すると、酸化マグネシウムとなる。
4. マグネシウムは、典型元素である。
5. 酸化マグネシウムは、酸性酸化物である。

　解 説　　　　　

Mg は、原子番号 10、2 族　アルカリ土類金属の一種です。

選択肢 1 は妥当です。
Ca が、原子番号 20、２族　アルカリ土類金属の一種です。同族の原子では、原子番号が大きいほど原子半径及び、イオン半径が大きいと考えてよいです。

選択肢 2 は妥当です。
マグネシウムイオン Mg²⁺ は、リン酸基から電子を受け取って結合すると考えられます。そして、ルイス酸とは、定義より「電子を受け取る」ものです。

選択肢 3 は妥当です。
2Mg + O₂ → 2MgO です。

選択肢 4 は妥当です。
元素は大きく、典型元素と遷移元素に分類することができます。遷移元素が 3 ~ 12 族です。２族である Mg は、典型元素です。（参考　有機化学まとめ　代表的な典型元素・遷移元素）。

選択肢 5 ですが
酸性酸化物とは、水と反応して酸を生じるような酸化物のことです。MgO は、水と反応して、水酸化マグネシウム Mg(OH)₂ ができますが、水酸化マグネシウムは代表的な塩基です。従って、酸性酸化物ではなく、塩基性酸化物です。選択肢 5 は誤りです。

以上より、正解は 5 です。