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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)
の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。
