hce_kmu
107年
物理及化學
第 63 題
A chemist needs to prepare a buffered solution using one of the following acids (and its sodium salt): $\text{HA } (K_a = 1.4 \times 10^{-3})$, $\text{HB } (K_a = 9.8 \times 10^{-6})$, $\text{HC } (K_a = 8.4 \times 10^{-5})$, $\text{HD } (K_a = 3.5 \times 10^{-7})$, $\text{HE } (K_a = 1.9 \times 10^{-8})$. To prepare a solution buffered at $\text{pH} = 5.10$, which system will work best (a buffer with the best capacity)?
- A HA and its sodium salt
- B HB and its sodium salt
- C HC and its sodium salt
- D HD and its sodium salt
- E HE and its sodium salt
思路引導 VIP
當你希望一個緩衝溶液在面對「酸」或「鹼」的衝擊時，都能展現出最強、最平衡的抵抗能力，你認為此時溶液中「弱酸」與「共軛鹼」的濃度比例維持在什麼狀態最理想？而這種狀態下的 $pH$ 值，與該酸的電離常數（$K_a$）有什麼對數上的關係呢？
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最佳緩衝區間的判讀
同學選得非常精準！這題考驗的是你對緩衝溶液（Buffered solution）原理的熟稔度。要配製一個具有最大緩衝能力（Best buffer capacity）的溶液，最核心的原則就是選擇一個 $pK_a$ 值與目標 $pH$ 值最接近的弱酸系統。你能一眼鎖定 HB，代表你已經掌握了緩衝溶液在 $pH \approx pK_a$ 時，對外加酸鹼抵抗力最強的關鍵特性。
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