地特四等申論題
107年
[環境檢驗] 環境化學概要
第 一 題
📖 題組：
氰基三乙酸（NTA）是三質子酸（簡化以 H3T 表示），也是常見的水中（新興）污染物，其三鈉鹽（Na3T）是一種易與金屬離子錯合的螯合劑（chelating agent）。請回答下列問題：
氰基三乙酸（NTA）是三質子酸（簡化以 H3T 表示），也是常見的水中（新興）污染物，其三鈉鹽（Na3T）是一種易與金屬離子錯合的螯合劑（chelating agent）。請回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
某 pH 8.0 且含有 PbCO3(s) 的水樣（HT2- 分率為 1.00、優勢碳酸物種為 HCO3- ），其[Na3T] = 2.00 × 10^-4 M，已知 NTA 與 PbCO3(s) 反應的反應式及平衡常數如下：
PbCO3(s)+ HT2- ↔ PbT- + HCO3- K = 4.06 × 10^-2
反應達到平衡時，[HCO3- ] = 2.00 × 10^-3 M，請計算[PbT- ]。（10 分）
思路引導 VIP
看到反應平衡常數（K）且已知多數物種濃度時，先寫出平衡常數表達式。需注意固體物種（PbCO₃）活度為 1，不列入式中；接著利用化學計量關係，設定未知數 x 代表反應掉的 HT²⁻ 濃度，代入公式解一元一次方程式即可。
小題 (二)
在另一個 pH 7.5 水樣（HT2- 分率為 1.00）中，含有 Ca2+ 且無 PbCO3(s)，若在計算時，僅考慮 Ca2+ + HT2- ↔ CaT- + H+ 的反應且其達到平衡，已知反應平衡時，[Ca2+] = 1.00 × 10^-3 M，請計算[CaT- ]/[HT2- ]比值。（10 分）
相關反應式及常數如下：
Ca2+ + T3- ↔ CaT- Kf = 1.48 × 10^8
HT2- ↔ H+ + T3- Ka3 = 5.25 × 10^-11
思路引導 VIP
這題的核心是「多重反應平衡常數的合併計算」。看到兩個反應式，必須先將其相加推導出目標反應的總平衡常數（Keq = Kf × Ka3）。接著利用 pH 值換算氫離子濃度，代入平衡常數的質量作用表示式中，即可順利求出目標的濃度比值。