日本薬局方アスピリンの定量法 99回薬剤師国家試験問96

99回薬剤師国家試験 問96
以下の記述は日本薬局方アスピリンの定量法に関するものである。

 

日本薬局方アスピリンの定量法 99回薬剤師国家試験問96

 

定量法に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選びなさい。
ただし、アスピリンの分子量は180.16である。

 

1 「精密に量る」とは、指示された数値の質量をその桁数まで量ることを意味する。
2 下線部の操作は、アスピリンの加水分解反応(けん化)を促進するために行う。
3 空試験により、空気中の二酸化炭素が0.5mol/L 水酸化ナトリウム液に溶け込んだ影響を補正することができる。
4 0.25mol/L 硫酸の代わりに0.5mol/L 塩酸で同様の操作を行うと、アに示した対応量は2倍になる。
5 アに入る数値は90.08である。

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99回薬剤師国家試験 問96 解答解説

 

◆ 1について
1 × 「精密に量る」とは、指示された数値の質量をその桁数まで量ることを意味する。

 

質量を「精密に量る」とは,
量るべき最小位を考慮し,
0.1 mg,0.01 mg,0.001 mg又は0.0001 mgまで量ることを意味し、
これは、記載された質量の1000分の1の桁まで量ることを示す。

 

アスピリンの定量法では「約1.5g を精密に量り」とある。
“約”とは,記載された量の±10%の範囲で量ることなので、
1.35〜1.65gの範囲で,化学はかりを用いて0.1mgの単位まで量ることを意味する。

 

下記のリンク先を参照
「精密に量る」「正確に量る」とは 99回問96の1

 

 

◆ 2について
2 〇 下線部の操作(10分間穏やかに煮沸)は、アスピリンの加水分解反応(けん化)を促進するために行う。

 

アスピリン(アセチルサリチル酸)に水酸化ナトリウム液を加えて煮沸すると、
カルボン酸では酸塩基反応が進み、
エステルでは塩基性条件下での加水分解反応(けん化)が進む。
加熱を行うのは、エステルの塩基性条件下での加水分解を促進するためである。

 

日本薬局方アスピリンの定量法 99回薬剤師国家試験問96

 

なお、煮沸の際に還流冷却器を用いるのは、
煮沸中に溶媒が蒸発して液量が減少するのを防ぐためである。

 

エステルの塩基性条件での加水分解の機構については
下記のリンク先を参照
エステルの加水分解 酸性条件と塩基性条件の違い 84回問12b

 

 

◆ 3について
3 〇 空試験により、空気中の二酸化炭素が0.5mol/L 水酸化ナトリウム液に溶け込んだ影響を補正することができる。

 

水酸化ナトリウムには吸湿性があり、
空気中の二酸化炭素と反応しやすい。
よって、水酸化ナトリウム液が空気中の二酸化炭素によって消費された分を補正するため、
空試験を行う必要がある。

 

日本薬局方アスピリンの定量法 99回薬剤師国家試験問96

 

 

なお、本定量法では、煮沸において、二酸化炭素の流入を防ぐため、
二酸化炭素吸収管(ソーダ石灰)付きの還流冷却器を用いる。

 

 

◆ 4について
4 × 0.25mol/L 硫酸の代わりに0.5mol/L 塩酸で同様の操作を行うと、アに示した対応量は2倍になる。

 

日本薬局方アスピリンの定量法 99回薬剤師国家試験問96

 

設問の対応量は水酸化ナトリウム液1mLに対応するアスピリンの量であるが、
水酸化ナトリウムとアスピリンとの反応は最初の段階で完結しており、
両者の反応の間に硫酸は入っていないので、
0.25mol/L 硫酸の代わりに0.5mol/L 塩酸で同様の操作を行っても、
アの対応量は同じである。

 

 

◆ 5について
5 × アに入る数値は90.08である。
→ 〇 アに入る数値は45.04である。

 

日本薬局方アスピリンの定量法 99回薬剤師国家試験問96

 

標準液1mLに対応する目的成分の質量(mg)を対応量と呼ぶ。
本問では、0.5mol/L水酸化ナトリウム標準液1mLに対するアスピリンの対応量を求める。
0.5mol/L水酸化ナトリウム液1mLに含まれる水酸化ナトリウムは0.5mmolである。
アスピリンと水酸化ナトリウムは1:2で反応するため、
0.5mmolの水酸化ナトリウムは0.25mmolのアスピリンと反応する。
本問ではアスピリンの分子量を180.16とするので、
0.25mmolのアスピリンの質量は、
0.25mmol×180.16(g/mol)= 45.04mg
したがって、
0.5mol/L水酸化ナトリウム標準液1mLに対するアスピリンの対応量は下記の通り。

 

日本薬局方アスピリンの定量法 99回薬剤師国家試験問96

 

 

★ 別解:式による対応量の計算
対応量(mg)は下記の計算式を用いても計算できる。

 

日本薬局方アスピリンの定量法 99回薬剤師国家試験問96

 

本問では、アスピリンと水酸化ナトリウムの反応について、
アスピリン(目的成分)の化学当量は1、
水酸化ナトリウム(標準液の成分)の化学当量は2である。
水酸化ナトリウム標準液の濃度は0.5mol/L、
アスピリンの分子量は180.16であるので、
対応量(mg)は式を用いて下記のように計算できる。

 

日本薬局方アスピリンの定量法 99回薬剤師国家試験問96

 

 

★ 試料中のアスピリンの含有量(mg)の計算

 

日本薬局方アスピリンの定量法 99回薬剤師国家試験問96

 

対応量は、
0.5mol/L水酸化ナトリウム液1mL = 45.04mg C9H8O4
であった。

 

水酸化ナトリウムは1価の塩基で硫酸は2価の酸のため、
0.5mol/L NaOH液1mLに対して0.25mol/L硫酸液1mLが当量である。

 

したがって、
本試験での滴定量をvmL,
空試験での滴定量をVmL,
0.25mol/L硫酸標準液のファクターをfとすると、
試料中のアスピリンの含有量(mg)は下記の計算式で求められる。

 

アスピリンの含有量(mg) = 45.04×f×(V−v)

 

関連問題
アスピリンの定量法でファクターの値が必要な標準液 105回問2

 

 

★ 他サイトさんの解説リンク
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