地特三等申論題
108年
[環境檢驗] 分析化學
第 一 題
📖 題組：
離胺酸（lysine）化學結構具有三個酸鹼官能基，如下所示。在極低 pH 值之微酸性型態為 LH3，水溶液中 pH 值變化將影響 LH2-、LH2-及 L3-等型態分布（相關離子價數僅為示意形式；（Ka1 = 1.7×10-2, Ka2 = 8.5×10-10, Ka3 = 1.51×10-11）。
離胺酸（lysine）化學結構具有三個酸鹼官能基，如下所示。在極低 pH 值之微酸性型態為 LH3，水溶液中 pH 值變化將影響 LH2-、LH2-及 L3-等型態分布（相關離子價數僅為示意形式；（Ka1 = 1.7×10-2, Ka2 = 8.5×10-10, Ka3 = 1.51×10-11）。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
預測相關離子型態 LH3、LH2-、LH2-及 L3-在水溶液中含量較多時的溶液 pH 值。（10 分）
思路引導 VIP
遇到多元酸鹼分布題型，首要任務是計算出各階段的 pKa 值。接著利用分布分數（Alpha fraction）原理，確認各質子化型態成為優勢物種的 pH 區間（兩相鄰 pKa 之間），以及中間物種達最大濃度的 pH 值（相鄰 pKa 之平均值）。
小題 (二)
繪出各離子之離子分率（如 α0=[LH3]/[lysine]）與溶液中 pH 變化關係圖，並繪出 LH3、LH2-、LH2-及 L3-等離子的化學結構式（須注意各離子出現之高峰及鄰近離子間成分高低互換之 pH 值）。（10 分）
思路引導 VIP
首先將各 Ka 值轉換為 pKa，找出三個關鍵的解離點（即相鄰離子分率交會點）。接著依據 pKa 值判斷質子解離順序（α-羧基 → α-胺基 → 側鏈胺基），推導出對應的四種型態結構與實際電荷。最後，標示出各型態分佈圖中高峰的 pH 值（為兩相鄰 pKa 的平均值）。