問94薬剤師 第107回
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生体膜の膜電位は、膜の両側におけるイオン濃度の不均衡によって生じる。そのイオン濃度の不均衡は、生体膜が水や小さいイオンは通すが、大きなイオンは通さない半透膜の性質をもつことで生じる。 図のように、半透膜の内相にタンパク質 P⁵⁻（-5 の電荷をもち 5 Na⁺が対イオンとなっている）の 0.01 mol/L 水溶液を置き、外相には濃度が 0.1 mol/L の NaCl水溶液を置いておく。平衡状態に達したとき、半透膜の外相と内相の Na⁺と Cl⁻の濃度には次式が成立している。 ［Na⁺］外相・［Cl⁻］外相=［Na⁺］内相・［Cl⁻］内相 平衡に達したときの半透膜の内相と外相の Na⁺の濃度の差に最も近い値はどれか。1つ選べ。ただし、浸透圧差に基づく物質の移動は考慮しないものとする。
選択肢をえらぶと、答えと解説が出ます
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正答 2解説
正解は2です。内相と外相の体積が等しいとし、外相から内相へNa⁺とCl⁻がx mol/Lずつ移るとします。平衡時は外相のNa⁺とCl⁻がともに0.1−x、内相のNa⁺が0.05＋x（P⁵⁻の対イオン5×0.01を含む）、Cl⁻がxです。問題の式から(0.1−x)²＝(0.05＋x)x、0.01＝0.25x、x＝0.04 mol/L。内相Na⁺は0.09、外相Na⁺は0.06なので、差は0.09−0.06＝0.03 mol/Lです。3の0.05は初めの濃度差で、平衡後の値ではありません。
KEY POINT
ドナン平衡：[Na⁺]外[Cl⁻]外＝[Na⁺]内[Cl⁻]内で移動量xを解く「物理」の他の問題
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出典：厚生労働省「第107回薬剤師国家試験」問題（第2分冊）（厚生労働省）
厚生労働省ホームページの公共データ利用規約（PDL1.0）に基づき、出典を明記して掲載しています。問題文・選択肢は厚生労働省が公表した問題PDFから文字を起こしたもので、内容は変えていません。文字で表す都合で、上付き・下付きの字は小さい字、分数は「分子/分母」の1行、囲み枠の空欄は［ ］で表しています。表・構造式・グラフ・写真は、問題PDFの図を切り抜いて載せています。文意を変える書き換えはしていません。解説は当サイトが独自に作成したものです。
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