溶解性について

質問

いま「フェノバルビタール（MW 232）1％溶液はpHいくら以下でフェノバルビタールが析出するか、ただし非解離型の溶解度は0.005mol/Lである」というような問題を考えているのですが苦戦しています。

・フェノバルビタール1％溶液はフェノバルビタール1g/100mLだから10/232mol/Lの溶液のこと

・フェノバルビタールの非解離型をHAとすると
HA　→　H+ ＋ A-　（矢印は両矢印）

溶解度S＝[HA]＋[A-]・・・(1)

Ka=[H+][A-]/[HA]より[A-]＝[HA]×Ka/[H+]
これを(1)に代入し、式をまとめて

S＝[HA](1＋Ka/[H+])

というところまで考えたのですがこの先がどうしていいのかわかりません。あともしかするとフェノバルビタールのpKa＝7.4を使うかもしれません。
なお、答えはpH＝8.3以下です。

長々とすみませんが、どうしてもわからないので教えてください。

回答No.1

chicken_man · ベストアンサー

＞非解離型の溶解度は0.005mol/Lである
ということは、非解離型をHAとすると
[HA]＞＝0.005 mol/L
であれば結晶として析出するということであり
ここでは最小の　[HA]＝0.005 mol/L　で考える。

Ka＝[H+][A-]/[HA]＝[H+][A-]/0.005
モル濃度C＝[HA]＋[A-]＝0.005＋[A-]＝10/232≒0.043 mol/L

よって、[A-]＝0.043－0.005＝0.038 mol/L

ゆえに　Ka＝[H+]0.038/0.005＝7.6[H+]
pKa＝pH－log7.6
pH＝pKa+log7.6 　　pKa＝7.4　log7.6≒0.88　より
pH＝7.4+0.88＝8.28≒8.3

よってpH8.3以下で析出する。

多分こんな感じです。

お礼

わかりやすく説明していただき助かりましたｍ(．＿．)ｍ
苦手なpHの計算ですが、だいぶ理解できたと思います。ありがとうございました！