【第111回薬剤師国家試験 問1】有機溶媒の上下層は比重で判断|水が上層になる理由を解説

111回薬剤師国家試験問1 水と有機溶媒の二液相の上下層

111回薬剤師国家試験 問1 解説

111回薬剤師国家試験 問1
水 100 mLに、ある有機溶媒100 mLを加えると二液相が形成され、上層が水相となった。
この有機溶媒はどれか。1つ選びなさい。
1 ジエチルエーテル
2 1-オクタノール
3 n-ヘキサン
4 トルエン
5 クロロホルム

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111回薬剤師国家試験 問1 解答解説

 

正解は5のクロロホルムである。

 

官能基の性質を利用した分離精製に関する問題。
この問題のポイントは
@各有機溶媒の水との混和性
A水と各有機溶媒のどちらが上層になるか(=密度が小さい方が上層)
の2点。

 

@ 二液相になる条件(=有機溶媒が水と混ざらない)

 

選択肢の有機溶媒は全て疎水性であり、
水と混ざりにくく二層になる。

A 上層が水相になる条件
密度・比重が大きい方が下層になるので、
水が上層になるには有機溶媒の密度が水より大きい必要がある。

 

水の密度は約 1.0 g/mL

 

したがって
有機溶媒の密度が1 g/mLより大きいと、
有機溶媒が下層に沈み、水が上層になる

 

各溶媒の密度
ジエチルエーテル:約0.71 → 上層
1-オクタノール:約0.83 → 上層
n-ヘキサン:約0.66 → 上層
トルエン:約0.87 → 上層
クロロホルム:約1.48 → 下層

 

以上より、
正解は5のクロロホルム

 

以下では試験での覚え方と関連問題を紹介

# 試験での覚え方
「有機溶媒は基本的に水より軽い」
例外として水より重い有機溶媒の代表がクロロホルム・ジクロロメタン
→ 「ハロゲンが多い=重い」と覚える

 

 

## 関連問題(あわせて解くと理解が深まる)

 

水と有機溶媒の分離に関する問題は頻出です。

 

・99回問10
 → 溶媒の性質と溶質の溶解性を合わせた問題

 

・87回問14
 → 有機溶媒の比重と不燃性の総合問題

 

・85回問16
 → 有機溶媒の比重と混和性の基本確認

 

 

### 本問に出てきた物質の構造式

 

111回薬剤師国家試験問1 水と有機溶媒の二液相の上下層

 

111回薬剤師国家試験問1 水と有機溶媒の二液相の上下層

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