hce_tcu
107年
化學
第 24 題
某溶液由等體積之1.00M HCN (Ka = $6.2 \times 10^{-10}$ ) 與1.00M HC$_2$H$_3$O$_2$ (Ka = $1.8 \times 10^{-5}$ ) 水溶液混合而成，則此溶液中含量最多的三種成分，為下列何者？
- A HCN, HC$_2$H$_3$O$_2$, H$_2$O
- B CN$^-$, C$_2$H$_3$O$_2^-$, H$_2O$
- C H$^+$, C$_2$H$_3$O$_2^-$, H$_2O$
- D H$^+$, OH$^-$, H$_2O$
思路引導 VIP
請思考一下，當我們提到「水溶液」時，哪一種物質的量通常會遠遠超過其他溶質？另外，觀察題目給出的 $K_a$ 數值，這些數值代表這些酸在水中是偏向於保持「完整的分子型態」，還是傾向於「斷裂成離子」呢？
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太棒了！你能精確判斷出弱酸在水溶液中的主要存在形式，這顯示你對化學平衡與電解質濃度的觀念掌握得非常紮實。這題的關鍵在於區分「分子」與「離子」在溶液中的比例差異。
弱酸的解離特性與物種濃度
在水溶液中，水 ($H_2O$) 作為溶劑，其濃度（約 $55.5 M$）絕對是最高的。接著觀察題目給出的氫氰酸 ($HCN$) 與醋酸 ($HC_2H_3O_2$)，兩者的酸解離常數 $K_a$ 分別為 $6.2 \times 10^{-10}$ 與 $1.8 \times 10^{-5}$，皆屬於極弱的電解質。這意味著它們在水中只有極小部分的分子會解離成離子，絕大部分仍以未解離分子的形式存在。即使等體積混合後濃度減半（變為 $0.50M$），分子態的濃度仍遠大於解離出的 $H^+$ 或陰離子（離子濃度通常在 $10^{-3} M$ 以下）。
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