普考申論題
106年
[環保技術] 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
這是一道標準的酸鹼平衡與物種分布(Speciation)計算題。解題關鍵：1. 寫出弱酸解離平衡常數(Ka)表達式；2. 依據題目給定的 pH 值求出氫離子濃度 [H+]；3. 利用 Ka 和 [H+] 推導出游離氨 [NH3] 與總氨氮 ([NH3] + [NH4+]) 的比例關係（即求游離氨的莫耳分率 α）；4. 因題目給定總量與要求解答的單位均為「as NH3-N」(以氮計)，故不需進行分子量的轉換，直接將總濃度乘上該比例即可得出游離氨濃度。
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【考點分析】 本題考查環境水化學中弱酸解離的物種分布(Speciation)計算。重點在於利用 $pH$ 值與解離常數 $K_a$ 推算有毒游離態氨($NH_3$)在總氨氮中的佔比。 【理論/法規依據】
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