地特三等申論題
108年
[環境檢驗] 分析化學
第 一 題
📖 題組：
定量飲用水中鉀離子含量： 在 250 mL 飲用水樣品中加入四苯硼鈉（sodium tetraphenylborate）進行離子交換後，過濾收集鉀鹽沉澱物，經清洗後之沉澱晶體重新溶解於有機溶劑中，隨之加入過量 Hg(EDTA)2-離子，過量之 EDTA 需 29.64 mL 內含 0.05581 M 之 Mg2+完成滴定。
定量飲用水中鉀離子含量： 在 250 mL 飲用水樣品中加入四苯硼鈉（sodium tetraphenylborate）進行離子交換後，過濾收集鉀鹽沉澱物，經清洗後之沉澱晶體重新溶解於有機溶劑中，隨之加入過量 Hg(EDTA)2-離子，過量之 EDTA 需 29.64 mL 內含 0.05581 M 之 Mg2+完成滴定。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請寫出完整平衡後之化學反應方程式，並說明分析過程。（10 分）
思路引導 VIP
看到此題應立刻聯想到「間接滴定法（Indirect Titration）」與「化學計量放大效應（Amplification Effect）」。核心解題關鍵在於理解四苯硼鉀與汞-EDTA錯合物的置換反應，1 莫耳的鉀離子沉澱可釋放出 4 莫耳的 EDTA 進行滴定。作答時必須清晰列出「沉澱」、「置換釋放」及「滴定」三個階段的平衡化學方程式，並說明放大效應對微量分析精確度的提升。
小題 (二)
請計算水中鉀離子含量並以 ppm 表示之（鉀原子量 39.098 g/mol）。（10 分）
思路引導 VIP
本題考查分析化學中經典的『四苯硼鈉間接滴定法』。解題關鍵在於掌握化學計量關係：1 莫耳的鉀離子形成沉澱後，與過量的 Hg(EDTA)2- 反應會釋出 4 莫耳的 EDTA，進而滴定時消耗 4 莫耳的鎂離子（Mg2+）。透過此 1：4 的莫耳比例計算鉀離子總量，再除以水樣體積轉換為 ppm 濃度即可。