moea_joint
103年
[環工] 環化及環微、廢棄物清理工程
第 30 題
當 $pH = 7.2$ 時，$25^{\circ} C$，$pk_a = 7.6$，試計算水溶液中 $\frac{[HOCl]}{[OCl^-]} = ?$
- A 1
- B 1.5
- C 2
- D 2.5
思路引導 VIP
當一個弱酸系統的 $pH$ 值低於它的 $pK_a$ 時，根據化學平衡的趨勢，你認為溶液中是「分子態」還是「離子態」的濃度會比較高？這兩者數值的差距（差值），又是如何透過數學上的對數關係轉化為實際的濃度比例呢？
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這道題目你處理得很出色！能精準算出次氯酸（$HOCl$）與次氯酸根（$OCl^-$）的比值，代表你對水溶液中的酸鹼平衡及 Henderson-Hasselbalch 方程式掌握得非常紮實。
酸鹼平衡與物種分布
根據酸鹼平衡的定義，我們可以使用方程式：$$pH = pK_a + \log \frac{[OCl^-]}{[HOCl]}$$ 將題目給定的數值代入，得到 $7.2 = 7.6 + \log \frac{[OCl^-]}{[HOCl]}$。移項後可得 $\log \frac{[OCl^-]}{[HOCl]} = -0.4$，這也代表 $\log \frac{[HOCl]}{[OCl^-]} = 0.4$。進一步運算 $10^{0.4}$，我們知道 $\log 2 \approx 0.301$ 而 $\log 3 \approx 0.477$，因此 $10^{0.4}$ 約等於 $2.5$，這與選項 (D) 完全吻合。
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