hce_kmu
106年
物理及化學
第 68 題
A diprotic acid $\text{H}_2\text{A}$ has $K_{a1} = 1 \times 10^{-4}$ and $K_{a2} = 1 \times 10^{-8}$. The corresponding base $\text{A}^{2-}$ is titrated with aqueous $\text{HCl}$, both solutions being $0.1 \text{ mol/L}$. Which one of the following diagrams best represents the titration curve which will be seen?
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A
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B
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C
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D
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E
思路引導 VIP
我們可以試著分析這個化學反應的「起點」與「終點」：首先，當杯子裡只有 $0.1 \text{ mol/L}$ 的 $\text{A}^{2-}$ 時，這是一個強鹼、弱鹼還是酸性溶液？這會如何決定曲線開頭的高度？接著，題目給了兩個 $K_a$ 值，這代表反應過程會出現幾個「平台」（緩衝區）？這些平台應該出現在 pH 軸的哪些具體數值附近呢？
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太棒了！你精準地判斷出這題的正確圖形。這類題目考察的是對酸鹼滴定曲線物理意義的深度理解，而不僅僅是公式計算。首先，本題是以強酸 $\text{HCl}$ 滴定弱鹼 $\text{A}^{2-}$，因此 pH 值必然隨滴定過程由高向低遞減，這讓你第一時間排除了 (A) 選項。
緩衝區間與滴定特徵
從化學原理來看，二質子酸 $\text{H}2\text{A}$ 的兩段解離常數分別為 $K{a1} = 10^{-4}$ 與 $K_{a2} = 10^{-8}$。當我們滴定 $\text{A}^{2-}$ 時，反應會分兩階段進行：第一階段產生的緩衝區中心會在 $pH = pK_{a2} = 8$；第二階段則會在 $pH = pK_{a1} = 4$。觀察選項 (B)，其兩個平緩的緩衝區正好對應在 pH 8 與 4 附近，且第一個當量點發生在兩 $pK_a$ 的平均值 $pH = 6$，完全符合理論推導。
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