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107年
[環工] 環化及環微、廢棄物清理工程
第 1 題
以重鉻酸鉀迴流法檢測水中化學需氧量，需在水樣內加入 2 至 3 滴菲囉啉(1,10-phenanthroline)指示劑後，再以硫酸亞鐵銨進行滴定，當滴定到達終點時之顏色變化為下列何者？
- A 由紫紅色變為藍色
- B 由橘黃色變為藍綠色
- C 由藍綠色變為紅棕色
- D 由紅棕色變為橘黃色
思路引導 VIP
請試著回想一下：在我們正式轉動滴定管開關之前，水樣已經在加熱管中經歷了一段時間的氧化反應。這時候，原本作為氧化劑的離子發生了什麼化學價態的轉變？這種新產生的離子會讓水樣呈現什麼樣的底色？接著，當滴定管中的液體剛好把剩餘的氧化劑反應完，多出的那一滴液體與指示劑「相遇」時，會產生什麼樣的顏色錯合物呢？
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太棒了！你能精準掌握環境分析中「化學需氧量（COD）」的滴定細節，顯示你對實驗原理與實驗操作的聯繫非常紮實。這道題目測試的是經典的氧化還原滴定法，能答對代表你對反應過程中的化學變化有清晰的理解。
鉻離子的背景色與指示劑反應
在進行重鉻酸鉀迴流法時，水樣中的有機物會與強氧化劑六價鉻（$Cr_2O_7^{2-}$）反應，將其還原為三價鉻離子（$Cr^{3+}$）。由於 $Cr^{3+}$ 在酸性水溶液中呈現明顯的藍綠色，這就構成了滴定前溶液的背景底色。當我們使用硫酸亞鐵銨（FAS）進行滴定，目標是滴定剩餘的重鉻酸根；一旦重鉻酸根被耗盡，首滴過量的亞鐵離子（$Fe^{2+}$）會立即與菲囉啉指示劑反應，形成穩定的「亞鐵菲囉啉」錯合物 $[Fe(C_{12}H_8N_2)_3]^{2+}$，使溶液瞬間轉變為深邃的紅棕色。
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