普考申論題
105年
[環保技術] 環境化學概要
第 題
📖 題組：
二、在含有 CaCO3(s)固體物的水體中導入 400 ppm 的 CO2氣體相關的平衡常數如下： CO2(g)→ CO2(aq) pKH = 1.5 H2CO3 → H+ + HCO3- pKa1 = 6.3 HCO3- → H+ + CO32- pKa2 = 10.3 CaCO3(s)→ Ca2+(aq)+ CO32-(aq) pKsp = 8.34 請回答下列問題：
二、在含有 CaCO3(s)固體物的水體中導入 400 ppm 的 CO2氣體相關的平衡常數如下： CO2(g)→ CO2(aq) pKH = 1.5 H2CO3 → H+ + HCO3- pKa1 = 6.3 HCO3- → H+ + CO32- pKa2 = 10.3 CaCO3(s)→ Ca2+(aq)+ CO32-(aq) pKsp = 8.34 請回答下列問題：
請計算平衡後水中的鹼度。（10 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
延續上一題的數據。首先寫出鹼度 (Alkalinity) 的精確定義方程式：Alk = [HCO3-] + 2[CO3 2-] + [OH-] - [H+]。由於算出的 pH = 8.22，介於 6.3 到 10.3 之間，代表水中的主要碳酸鹽物種是 HCO3-。因此，[CO3 2-] 和 [OH-] 的濃度相對極小，可以忽略，鹼度近似於 [HCO3-] 的濃度。最後將當量濃度轉換為 mg/L as CaCO3 的標準水質單位。
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【考點分析】 考查考生對「鹼度（Alkalinity）」嚴格定義的理解，以及如何依據水體 pH 值進行合理的近似假設，最後將化學濃度轉換為工程上常用的「以 CaCO3 計 (mg/L as CaCO3)」單位。 【理論/法規依據】
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