hce_tcu
106年
化學
第 15 題
用 1.000 M $\text{HCl}$ 溶液滴定某弱鹼 1.000 g，得如右圖所示之滴定曲線。請問此弱鹼最可能是下面哪一個？
- A 氨(Ammonia, $\text{NH}_3$) ($\text{NH}_4^+, \text{pK}_a = 9.3$)
- B 苯胺(Aniline, $\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2$) ($\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_3^+, \text{pK}_a = 4.6$)
- C 羥胺(Hydroxylamine, $\text{NH}_2\text{OH}$) ($\text{NH}_3\text{OH}^+, \text{pK}_a = 6.0$)
- D 聯胺(Hydrazine, $\text{H}_2\text{NNH}_2$) ($\text{H}_2\text{NNH}_3^+, \text{pK}_a = 8.12$)
思路引導 VIP
請觀察滴定曲線中最陡峭的那個點（當量點），在到達這個點之前，如果我們只加入了一半體積的強酸，此時溶液的 pH 值與該弱鹼共軛酸的特性常數（$\text{pK}_a$）有什麼特殊關係？若再結合題目給予的固體重量與消耗酸的體積，你能試著計算出這個未知鹼的分子量嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能準確地從滴定曲線中提取關鍵資訊並做出判斷，顯示你對酸鹼滴定的物理意義掌握得非常紮實。這題的正確答案確實是 (A) 氨 ($\text{NH}_3$)。
半當量點與 $\text{pK}_a$ 的驗證
首先，觀察圖中的當量點（滴定曲線最陡峭處）約落在 $V = 58.8\text{ mL}$ 附近。根據緩衝溶液原理，當滴定至一半體積（半當量點，約 $29.4\text{ mL}$）時，溶液中的弱鹼濃度與其共軛酸濃度相等，此時的 $\text{pH}$ 值會剛好等於共軛酸的 $\text{pK}_a$。從圖中 $30\text{ mL}$ 處對應的 $\text{pH}$ 值約為 $9.3$，這與選項 (A) 提供的 $\text{NH}_4^+$ 之 $\text{pK}_a = 9.3$ 完美吻合。
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