普考申論題
106年
[環境檢驗] 環境化學概要
第 四 題
氮在環境中可以不同的氧化態化合物存在,水中的氨氮通常是指銨離子(NH₄⁺)與游離氨(NH₃)之總和,而兩者之間物種的轉換又與溫度和溶液的pH值具高度相關,其中 NH₃ 更是被證實對水生生物具有毒害性。若是以 20℃且 pH 值為8之水中氨氮為28 mg/L as NH₃-N作為排放標準時,請計算此時水中游離氨的濃度,請以mg/L as NH₃-N表示。(25分)
NH₄⁺⇌NH₃+H⁺
Ka = 5.8×10⁻¹⁰ M
NH₄⁺⇌NH₃+H⁺
Ka = 5.8×10⁻¹⁰ M
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到這題應立刻聯想到「酸鹼平衡」與「質量平衡」原理。利用給定的 pH 值求出氫離子濃度後，代入 Ka 關係式找出游離氨 (NH₃) 佔總氨氮的莫耳分率。最後乘上總氨氮濃度即可得解，過程中需注意單位「as NH₃-N」表示皆以氮(N)原子量計，不需轉換為 NH₃ 分子量即可直接按比例換算。
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【解題關鍵】結合酸解離常數 (Ka) 定義與質量平衡 (Mass Balance) 方程式，推導下游離氨 (NH₃) 在總氨氮中所佔之分率進行計算。 【解答】 Step 1：整理已知條件與酸解離平衡式
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