分配係数と溶媒抽出の計算（有機相・水相）｜作業環境測定士

溶媒抽出は、水溶液中の物質を、水と混ざらない有機溶媒（ヘキサンなど）に移して取り出す操作です。

分析に関する概論の問5・問6で、分配係数の計算が繰り返し出ます。分配係数は濃度の比であり、体積を必ず考えに入れるのが要点です。

分配係数の式

型1：抽出後の質量から分配係数を求める

「物質A 50 mgを含む水溶液100 mLにヘキサン5.0 mLを加え、Aをヘキサンに抽出したら40 mgが移った。

分配係数K（＝ヘキサン相の濃度÷水相の濃度）は？」（令和5年8月 問6）。

1. ヘキサン相＝40 mg ÷ 5.0 mL ＝ 8.0 mg/mL。
2. 水相＝（50−40）mg ÷ 100 mL ＝ 10 mg ÷ 100 mL ＝ 0.10 mg/mL。
3. K＝8.0 ÷ 0.10 ＝ 80。

公表正答は80です。質量の比（40÷10＝4）で出すと誤りで、体積で割って濃度にしてから比を取ります。

同型で「A 50 mgを水溶液200 mL＋ヘキサン10 mLで抽出、45 mgが移った」（令和6年8月 問5）は、ヘキサン相＝45÷10＝4.5、水相＝5÷200＝0.025、K＝4.5÷0.025＝180（公表正答）です。

型2：分配係数から残る量を求める

「物質A 60 mgを含む水溶液100 mLからヘキサン10 mLに抽出した。分配係数K＝50のとき、水溶液に残ったAの質量は？」（令和7年2月 問6）。

1. 残る量をx mgとする。水相の濃度＝x÷100、ヘキサン相＝(60−x)÷10。
2. K＝[(60−x)÷10] ÷ [x÷100]＝(60−x)×10 ÷ x＝50。
3. (60−x)×10＝50x → 600−10x＝50x → 600＝60x → x＝10 mg。

公表正答は10 mgです。体積（水100 mL、ヘキサン10 mL）の違いを式に入れるのが要点です。

過去問でどう問われたか

分配係数は、分析に関する概論の問5・問6で、形を変えて繰り返し出ています（令和5年8月・令和6年8月・令和7年2月で確認）。

計算の型は次に整理できます。

• 分配係数は濃度の比（質量÷体積で濃度に直す）。
• 各相の体積をそろえて式に入れる。
• 移った量＋残った量＝全量（質量保存で引き算）。
• 溶けやすさが似たものほど分配係数が大きい（極性で考える）。

分配係数K＝有機相の濃度÷水相の濃度で、濃度（質量÷体積）の比です。量の比で出す・体積の違いを無視するのがよくある引っかけです。質量保存で残量を引き算します。

理解度チェック

まとめ

分配係数は、有機相の濃度÷水相の濃度で、濃度（質量÷体積）の比です。抽出後の質量から分配係数を求める型と、分配係数と体積から残量を求める型があります。

どちらも各相の体積をそろえて濃度に直すのが核です。

引っかけは、量の比で出す・体積を無視する、です。質量保存（移った量＋残った量＝全量）も使います。