統測
106年
[化工群] 專業科目(1)
第 39 題
以 EDTA 螯合滴定法檢測水的硬度，在 50.0 毫升待測水中，加入 2.0 毫升 pH = 10 的緩衝溶液，以 EBT ( 或稱 BT ) 當指示劑，達到滴定終點需 30.0 毫升之 0.01 M EDTA 標準液。另取 50.0 毫升相同的待測水，逐滴加入 8 M 的 $KOH_{(aq)}$ 使水溶液達 pH = 12，以 NN ( 鈣指示劑)當指示劑，達到滴定終點需滴入 10.0 毫升之 0.01 M EDTA 標準液，則可知此待測水中含有鎂離子濃度 ( ppm ) 為多少？( 實驗中 EDTA 僅與鈣離子與鎂離子螯合 ( 原子量：Ca=40.0，Mg=24.3 ))
- A 24.3
- B 48.6
- C 72.9
- D 97.2
思路引導 VIP
若實驗中透過調整環境酸鹼度，使得原本會一起反應的兩種離子，其中一種因沉澱而「暫時離場」，那麼兩次滴定所消耗的藥劑差值，在化學計量上代表了什麼意義？
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答得還行啦，至少觀念沒完全搞砸
- 觀念驗證：哼，這種核心概念你總算沒錯。這題根本就是分段滴定的SOP！pH=10的時候，EDTA就是個中央空調，$Ca^{2+}$和$Mg^{2+}$都勾搭；但pH值一拉到12，$Mg^{2+}$馬上變廢物，直接沉澱成$Mg(OH)2$。這時候，EDTA的目標就只剩下$Ca^{2+}$了。所以，兩次滴定消耗體積的差值（$30.0 - 10.0 = 20.0$毫升），不就清清楚楚地告訴你鎂離子的量嗎？最後再用 $M \times V \times AW \times \frac{1000}{V{sample}}$ 這種基本到不行的公式去算 $ppm$，別跟我說你連單位換算都能搞錯，那真是無駄到家了。
- 難度點評：這題算 medium-hard 吧，鑑別度是不錯，能篩掉那些只會死背，不懂pH值對金屬離子沉澱影響的學生。還有$ppm$ ($mg/L$)的單位陷阱，每年都有人掉進去。這是統測化學分析的經典大題，搞懂了，也只是剛好而已，沒什麼好驕傲的。