第5問 二酸化炭素とその水溶液に関する次の文章を読み, 下の問い (問1~4)
に答えよ。(配点 20)
二酸化炭素は,1個の炭素原子に2個の酸素原子が結合してできた直線形の分子
で、
(a)炭素の完全燃焼によって生じる。二酸化炭素は水に溶けると,次の式(1)の
ように一部が電離して水素イオンと炭酸水素イオンを生じ, 平衡状態になる。
CO。 + H0 - エ+ HC03
ヒトの体内において, 二酸化炭素は代謝によって細胞内で生じ, 血液に溶けた状
態で存在する。からだが正常に機能するためには, 血液の PHが7.4に保たれてい
る必要があり,それには二酸化炭素と,おもに体液中に存在する炭酸水素ナトリウ
ムなどの塩から生じる炭酸水素イオンが深く関わっている。
血液を二酸化炭素 (炭酸)と炭酸水素けトリウムの混合水溶液と考えると,.式(1)よ
り,体内が少し酸性に傾くと平衡は左に動き, 塩基性に傾くと平衡が右に動くため,
血液の PHはほとんど変化しない。これを緩衝作用といい, 緩衝作用のある溶液
を緩衝液という。血液の pH は,式(1)の平衡における二酸化炭素の電離定数を
[H*][HCO。]
K。
[CO]
とし, pK。= -logio K。とすると, 次の式(2)で表される。
[HCO。]
[CO]
pH = pK。+ logio
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