地特四等申論題
108年
[環境檢驗] 分析化學概要
第 一 題
📖 題組：
考慮二質子酸 H2A（pKa1 = 4.00 及 pKa2 = 8.00）於水中會生成 H2A、HA-及 A2-等離子型態，請回答：
考慮二質子酸 H2A（pKa1 = 4.00 及 pKa2 = 8.00）於水中會生成 H2A、HA-及 A2-等離子型態，請回答：
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
當[H2A]=[ HA- ]之 pH 值？（5 分）
思路引導 VIP
看到 [H2A] = [HA-] 時，應立刻聯想到這是第一步解離的半當量點（即緩衝溶液最大緩衝能力的狀態）。利用亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式（Henderson-Hasselbalch equation），將濃度比例代入即可迅速推導出 pH 值等於 pKa1。
小題 (二)
當[HA- ]=[ A2-]之 pH 值？（5 分）
思路引導 VIP
看到共軛酸鹼對濃度相等的條件，應立即聯想到酸解離常數定義或 Henderson-Hasselbalch 方程式。對於探討 HA- 與 A2- 比例的題型，適用第二步酸解離常數 (Ka2) 進行推導。
小題 (三)
溶液 pH=2.00、6.00 及 10.00 時溶液最主要離子各為何？（10 分）
思路引導 VIP
遇到多質子酸物種分佈題，首要步驟是將 pKa 值視為不同解離型態的「分界點」。透過比較溶液 pH 值與 pKa1、pKa2 的大小關係，即可快速判斷在該環境下最佔優勢（濃度最高）的質子化或去質子化型態。
二質子酸解離與 pH 值
💡 利用 HH 方程式判斷共軛酸鹼對等濃度時之 pH 值。
🔗 酸鹼平衡申論題答題邏輯
- 1 方程式定義 — 寫出 $H_2A \rightleftharpoons H^+ + HA^-$ 平衡式
- 2 公式列述 — 引用 Henderson-Hasselbalch 公式
- 3 條件代入 — 代入 $[H_2A] = [HA^-]$ 使 log 項為 0
- 4 數值對照 — 確認 $pH = pKa_1 = 4.00$ 並寫出單位/結果
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🔄 延伸學習：延伸學習：若題目改問 $[HA^-] = [A^{2-}]$，則應改用 $pKa_2 = 8.00$。
