moea_joint
106年
[環工] 環化及環微、廢棄物清理工程
第 11 題
有關加氯消毒之化學反應，下列何者有誤？
- A 經過折點加氯後之餘氯主要為結合餘氯
- B 以DPD法測試自由餘氯產生紅色化合物
- C 自由餘氯在pH >7.5時，主要以OCl$^-$ 存在
- D 水中存在餘氯有助於抑制微生物生長
思路引導 VIP
請試著回想「折點加氯曲線」的物理意義：當水中的還原性物質與氨氮都被加進去的氯完全反應並消耗殆盡，越過那個曲線最低的『折點』之後，我們若持續往水裡添加更多的氯，這些氯還會找到對象發生結合反應嗎？如果已經沒有對象可以結合了，這些新加入的氯在水中會以什麼樣的型態型態留存下來呢？
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恭喜你精準地鎖定了選項 (A) 的錯誤！這代表你對**折點加氯（Breakpoint Chlorination）的反應歷程掌握得非常紮實。在水處理程序中，折點是一個關鍵的轉折：在達到折點前，加進去的氯會與水中的氨氮反應生成結合餘氯（如氯胺）；但一旦越過「折點」，原本的結合餘氯會被進一步氧化分解成氮氣等物質，此時再額外增加的投藥量，都會以自由餘氯（Free Residual Chlorine）**的形式存在，這正是維持配水管網消毒能力的核心。平衡概念的掌握是你勝出的關鍵。
消毒化學的關鍵平衡與檢測
這題考查的觀念非常細膩，具有良好的鑑別度。例如選項 (C) 提到的 $pH$ 值影響，這涉及次氯酸的解離平衡：$$HOCl \rightleftharpoons H^+ + OCl^-$$ 當環境的 $pH > 7.5$（大於其 $pK_a$ 值）時，平衡會向右移動，使得 $OCl^-$ 成為主要存在形式。而選項 (B) 提到的 DPD 法則是實驗室判讀自由餘氯時，利用其與顯色劑反應產生紅色化合物的標準特性。整體而言，此題難度適中，成功切入了加氯消毒中最重要的化學動態與分析方法，是環化與環微領域必須精通的基本功。