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…
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pKb = 4.7、水のイオン積［H⁺［OH⁻］ ］= 1.0 × 10⁻¹⁴（mol/L）²、10⁰.³ = 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。
- ⑴ 15 mL15 mLではアンモニアが約0.0027 molしかなく、比が約7となりpHは9.0より低くなります。
- ⑵ 35 mL35 mLではアンモニアが約0.0063 molで、比が約3.2となりpH 9.0に届きません。
- ⑶ 55 mL[NH4⁺]/[NH3]＝2となるアンモニア0.010 molを0.18 mol/Lで加える量は約55 mLです。
- ⑷ 75 mL75 mLではアンモニアが約0.0135 molとなり、比が2より小さくpHは9.0を超えます。
- ⑸ 95 mL95 mLではアンモニアが約0.017 molと過剰で、pHは9.0より高くなります。
解説
正解は⑶です。pH 9.0ではpOH＝14－9.0＝5.0です。緩衝液のpOHはpOH＝pKb＋log([NH4⁺]/[NH3])で表されるので、5.0＝4.7＋log([NH4⁺]/[NH3])となり、[NH4⁺]/[NH3]＝10⁰.³＝2となります。塩化アンモニウムは0.20 mol/L×0.100 L＝0.020 molなので、必要なアンモニアは0.010 molです。これを0.18 mol/Lアンモニア水で加えると0.010÷0.18≒0.056 L、すなわち約55 mLとなります。同一容器内なので濃度比は物質量比で計算できます。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198925.html）を加工して作成