加水分解の反応速度とpH 84回薬剤師国家試験問20
84回薬剤師国家試験 問20
図は、電離する基を持たないある有機化合物の、温度一定の水溶液中における加水分解反応の速度定数k0とpHとの関係を示している。次の記述の正誤について、正しいものはどれか。
a この加水分解反応はいずれのpHにおいても2次反応である。
b 緩衝液の種類によって、同一pHであってもk0が変化する可能性がある。
c k0が0.036 hr－1のとき、単位をs－1に検算すれば1.0×10－5 s－1となる。
d この図のデータから加水分解反応の活性化エネルギーを求めることができる。
e この化合物の半減期はpH 6付近において最も短い。
84回薬剤師国家試験 問20 解答解説
◆ aについて
a × この加水分解反応はいずれのpHにおいても2次反応である。
→ 〇 この加水分解反応はいずれのpHにおいても擬1次反応である。
グラフのk0の単位がhr－1であることから、
この反応は1次反応であると考えられる。
・加水分解の擬1次反応について
下記の化合物Aの加水分解反応について、
A ＋ H2O → B + C
Aの加水分解の反応速度(ν)は、
本来、下記の2次反応速度式で表される。
ν = k・［A］・［H2O］ …①
ここで、H2Oは大量にあり、
［H2O］は変化しないと考えられるため、
①式のk・［H2O］は一定とみなせる。
そこで、①式において、k・［H2O］= k擬1（擬一次反応速度定数）とすると、
Aの加水分解の速度式は、下記の②式の擬一次反応として表される。
ν = k擬1・［A］ …②
◆ bについて
b 〇 緩衝液の種類によって、同一pHであってもk0が変化する可能性がある。
◆ cについて
c 〇 k0が0.036 hr－1のとき、単位をs－1に検算すれば1.0×10－5 s－1となる。
0.036 hr－1÷60÷60 = 1.0×10－5 s－1 となる。
◆ dについて
d × この図のデータから加水分解反応の活性化エネルギーを求めることができる。
図のデータから加水分解反応の活性化エネルギー(Ea)を求めることはできない。
なお、活性化エネルギー(Ea)はアレニウスプロットから求めることができる。
詳細は下記のリンク先を参照
アレニウスプロットの傾きとy切片 92回問22bc
◆ eについて
e × この化合物の半減期はpH 6付近において最も短い。
→ 〇 この化合物の半減期はpH 6付近において最も長い。
図では、pH6付近で反応速度定数k0が最も小さくなっているので、
この化合物の半減期はpH 6付近において最も長く、最も安定であると考えられる。