2007年度の問題

基礎分析化学
中間試験問題
2007-06-15(金）
担当
市村
【１】1.00×10−2 M Cu2+水溶液を100 cm3作るのに必要な硫酸銅五水和物の質量を求め
よ。（H = 1, O = 16, S = 32, Cu = 64）［0.250 g］
【２】ある三塩基酸（H3A）の二ナトリウム塩Na2HAのCS = 0.10 M水溶液について次
の問いに答えよ。ただしH3Aの酸解離定数はKa1 = 1.0×10−3 M, Ka2 = 1.0×10−7 M,
Ka3 = 1.0×10−11 Mである。
（ａ）プロトン収支の式を書け。
（ｂ）物質収支の式を書け。
（ｃ）電気的中性（電荷均衡）の式を書け。
（ｄ）（ｂ）の物質収支式と（ｃ）の電気的中性式から（ａ）のプロトン収支式
を導け。
（ｅ）物質収支の式と酸解離定数から，三塩基酸に関する化学種（４種）の濃度
を，プロトン濃度（[H+]），酸解離定数（Ka1, Ka2, Ka3）、全濃度（CS）で
表せ。
（ｆ）Ka1 >> Ka2 >> Ka3，かつCS >> Ka2, Ka3CS >> Kwが成立しているので，水の解
離およびH3Aの寄与は小さい，したがって（ａ）のプロトン収支式は簡略
化できる。簡略化したプロトン収支式を書け。［[H2A−] = [A3−]］
（ｇ）（ｅ）の化学種濃度を（ｆ）のプロトン収支式に代入して[H+]を求めよ。
［[H+] = K a2 K a3 ］
（ｈ）数値を代入して，0.10 M Na2HA溶液のpHを求めよ。［9.00］
（ｉ）この溶液中に存在するすべての化学種（７種）の濃度を求めよ。
【３】0.050 Mリン酸二水素カリウム水溶液と 0.025 Mリン酸水素二ナトリウム水溶液
がある。この二つの水溶液を用いてpH = 6.91 の緩衝液を作るための混合比を求
めよ。ただし，リン酸の酸解離定数はKa1 = 7.52×10−3 M, Ka2 = 6.23×10−8 M, Ka3
= 2.1×10−13 M（pKa1 = 2.12, pKa2 = 7.21, pKa3 = 12.68）である。［1:1］
log2 = 0.30, log3 = 0.48
基礎分析化学
期末試験問題
2007-07-27(金）
担当
市村
【１】1.0×10−3 molのFe(ClO4)3と 2.0 molのNaFを含む，pH = 3.2 の水溶液 1.0 dm3について以下
の問いに答えよ。
Fe3+ – F−の全生成定数：β1 = 1.0×105 M−1 (logβ1 = 5.0),
β2 =1.0×109 M−2 (logβ2 = 9.0),
β3 = 1.0×1012 M−3 (logβ3 = 12.0)
HFの酸解離定数：Ka = 6.3×10−4 M (pKa = 3.2)
（１）pH = 3.2 でのフッ化物イオンの副反応係数aF(H)を求めよ。[2.0]
（２）pH = 3.2 での逐次条件生成定数Kfi’を求めよ。[5.0×104 M−1, 5.0×103 M−1, 5.0×102 M−1]
（３）pH = 3.2 でのFeIIIが関与する 4 化学種の濃度を求めよ。［[Fe3+] = 1.0×10−15 M, [FeF2+]
= 1.0×10−10 M, [FeF2+] = 1.0×10−6 M, [FeF3] = 1.0×10−3 M］
【２】EDTA 滴定について以下の問いに答えよ。
（１）錯生成を利用する滴定にキレート試薬として EDTA がよく用いられる理由を列挙
せよ。
（２）pH = 4.80 の緩衝液中で 0.020 M Sr2+水溶液 50cm3に同濃度のEDTA水溶液を等量加
えたとき，錯体の生成分率を求めよ。[2/3]
（３）pH = 4.80 の緩衝液中で 0.020 M Cu2+水溶液 50cm3を同濃度のEDTA水溶液を等量加
えたとき，キレートを生成していないCu2+の濃度を求めよ。[1.0×10−7 M]
H4edtaの酸解離定数：Ka1 = 1.0×10−2 M, Ka2 = 2.1×10−3 M,
Ka3 = 7.8×10−7 M, Ka4 = 6.8×10−11 M
[Sr (edta)]2−の生成定数：Kf = 3.0×109 M−1
[Cu(edta)]2−の生成定数：Kf = 5.0×1018 M−1
pH = 4.80 でのedta4−の副反応係数：αedta(H) = 5.0×106
【３】1 価陽イオンX+，2 価陽イオンY2+，3 価陽イオンZ3+はともにヨウ化物イオンI−と難溶性
の塩を生じる。それぞれの溶解度積はつぎのとおりである。
Ksp(X) = 1.0×10−10 M2
Ksp(Y) = 4.0×10−15 M3
Ksp(Z) =2.7×10−19 M4
（１）純水中でのそれぞれの塩の溶解度を求めよ。
［S(XI) = 1.0×10−5 M, S(YI2) = 1.0×10−5 M,
S(ZI3) = 1.0×10−5 M］
（２）0.10 M KI水溶液中でのそれぞれの塩の溶解度を求めよ。［S(XI) = 1.0×10−9 M, S(YI2)
= 4.0×10−13 M, S(ZI3) = 2.7×10−16 M］
（３）X+，Y2+，Z3+の濃度がともに1.0×10−3 Mである混合溶液に，KI溶液を加えていった
たとき，最初に沈殿する塩は何か。[XI]

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