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moea_joint_essay 103年 [化學] 定性定量分析、儀器分析

第 一 題

📖 題組：
二、(一)請說明凱氏氮分析法(Kjeldahl method)的操作過程及原理。（10 分） (二)無碳酸根之氫氧化鈉標準液在配製後，標定它的濃度為 0.05118 M。如果將剛配好1.000 L 氫氧化鈉標準液暴露在大氣中一段時間之後，吸收了 0.1962 g CO2。當使用這種被污染之氫氧化鈉標準液滴定醋酸溶液(以酚酞作指示劑)時，則因碳酸根存在產生之相對誤差值為多少？[CO2 =44.01] （10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題

小題 (一)

(一)請說明凱氏氮分析法(Kjeldahl method)的操作過程及原理。（10 分）

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詳述凱氏氮分析法的三個主要步驟：消化（Digestion）、蒸餾（Distillation）、滴定（Titration），並寫出對應的化學反應與原理。

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凱氏氮分析法（Kjeldahl method）主要用於測定樣品中的有機氮（及氨態氮）含量，其操作過程及原理分為以下三個步驟：

  1. 消化（Digestion）
    • 原理與操作：將樣品與濃硫酸共熱，並加入催化劑（如銅鹽）及提升沸點的鹽類（如硫酸鉀）。濃硫酸使樣品中的有機質氧化分解為 $CO_2$ 與 $H_2O$，而其中的氮則轉化為硫酸銨（$(NH_4)_2SO_4$）。

小題 (二)

(二)無碳酸根之氫氧化鈉標準液在配製後，標定它的濃度為 0.05118 M。如果將剛配好1.000 L 氫氧化鈉標準液暴露在大氣中一段時間之後，吸收了 0.1962 g CO2。當使用這種被污染之氫氧化鈉標準液滴定醋酸溶液(以酚酞作指示劑)時，則因碳酸根存在產生之相對誤差值為多少？[CO2 =44.01] （10 分）

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計算吸收 CO2 所造成的鹼當量損失（碳酸根誤差）。當使用酚酞滴定弱酸時，碳酸鈉僅能被中和到碳酸氫根，因此 1 莫耳 CO2 的吸收會導致 1 當量鹼的有效損失。計算損失量與原總鹼量的比例即為相對誤差。

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在 NaOH 吸收大氣中的 $CO_2$ 後，會發生以下反應： $2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

  1. 計算初始 NaOH 及吸收之 $CO_2$ 的莫耳數：

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