第110回薬剤師国家試験 問204 pH計に関する基礎

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■ 正解

2、4

■ pH計の基本構造

一般的なガラス電極式pH計は、

・ガラス電極(指示電極)

・参照電極(内部液をもつ比較電極)

2電極系で構成され、両者の電位差からpHを求める。


● 1:参照電極にはガラス電極を用いる(誤)

ガラス電極は指示電極として用いられる。

参照電極には通常、

・銀/塩化銀電極(Ag/AgCl)

・カロメル電極(Hg/Hg₂Cl₂)

などが用いられ、ガラス電極ではない。


● 2:指示電極の電位はネルンストの式に従う(正)

ガラス電極の電位は、溶液中のH⁺活量(≒濃度)に依存し、

ネルンストの式:

E = E⁰ − (2.303 RT / F) × pH

に従って変化する。

したがって正しい記述。


● 3:測定されるpHは温度の影響を受けない(誤)

ネルンスト式中の係数(2.303 RT / F)は温度Tに依存するため、

電位–pHの関係は温度で変化する。

また、溶液の平衡自体も温度依存性をもつため、

「温度の影響を受けない」は明らかに誤り。


● 4:校正されたpH計の電位を基準として測定される(正)

pH計は、既知pHの標準緩衝液で校正し、

・電位とpHの関係(直線:感度)

・ゼロ点

を決めたうえで、未知試料(ここではプール水)のpHを測定する。

つまり、校正された電位–pH関係を基準に測定しているため正しい。


● 5:参照電極の内部液に飽和塩化アンモニウム水溶液が用いられる(誤)

参照電極の内部液として一般的なのは、

・飽和塩化カリウム水溶液(KCl)

であり、塩化アンモニウムではない。


■ まとめ

・ガラス電極(指示電極)の電位はネルンスト式に従う → 2:正

・pH計は標準液で校正された電位–pH関係を基準に測定 → 4:正

・参照電極の構造・内部液、温度依存性を押さえておくと他選択肢も切りやすい。

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