産業医科大学化学2012年第1問
次の問に答えなさい。
- 問 1 ある温度において、水A [g]に、Na2HPO4⋅12H2Oは最大B [g]溶ける。分子量は、Na2HP4=C、H2O=Dとし、この温度でのリン酸水素二ナトリウムの水100g当たりの溶解度をA、B、C、Dを用いた式で示しなさい。
- 問 2 ある作業環境での空気中の塩素ガス濃度を測定するために、吸収液10 mLを入れた吸収管に毎分500 mLの流量で20分間試料空気を吸引捕集した。この吸収液中の塩素のモル濃度を測定したところ、3.0×10−5 mol/Lであった、この作業環境中の塩素ガス濃度は何ppmか。有効数字2桁で答えなさい。ただし、試料空気採取は、27℃、大気圧で行い、塩素ガスの吸収液への捕集効率は100%であり、定量操作中の試料の損失はなく、捕集後、吸収液の体積は変化しないものとする。また、1ppm(parts per million)は1×10−6 L/Lとする。
- 問 3 硫酸酸性条件下で、2.5×10−2 mol/Lシュウ酸ナトリウム水溶液6.0 mL中のすべてのシュウ酸イオンを酸化するために必要な5.0×10−3 mol/Lの過マンガン酸カリウム水溶液の体積を求めなさい。このときの酸化還元反応は、以下のとおりである。 C2O42−→2CO2+2e−MnO4−+8H++5e−→Mn2++4H2O
- 問 4 グリシンは、水溶液中では下式のように陽イオン、双性イオンおよび陰イオンが電離平衡状態にあり。その存在割合は水溶液のpHによって変化する、電離定数K1は4.0×10−3 mol/L、等電点は6.0である、電離定数K2を求めなさい。
問 5 難溶性の塩の生成反応を利用して、塩化物イオンCl−を定量することができる。原理は以下のとおりである。少量のK2CrO4の存在下で、Cl−を含む試料溶液を濃度既知のAgNO3溶液で滴定すると、初めにAgClの白色沈殿が生じる。Cl−がほとんどなくなると、Ag+は次にCrO42−と反応してAg2CrO4の赤褐色沈殿を形成する、この時が終点である。
この滴定で起こる反応は、 Ag++Cl−→AgCl (白色沈殿)2Ag++CrO42−→Ag2CrO4 (赤褐色沈殿)であり、 AgClとAg2CrO4の溶解度積は、それぞれ、Ksp(AgCl)=1.8×10−10(mol/L)2、 Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10−12(mol/L)3である。滴定の終点では、AgClとAg2CrO4とが共存し、それぞれの電離平衡が同時に成立する。この滴定でAg2CrO4が沈殿し始める時の試料溶液中のCl−のモル濃度はいくらになるか。有効数字2桁で答えなさい。ただし、滴定終点でCrO42−の濃度は5.0×10−3 mol/Lとする。