調查局三等申論題
108年
[化學鑑識組] 分析化學
第 一 題
在實驗室內有下列三組鹼 ammonia, NH3; pyridine, C5H5N; ethylamine, CH3CH2NH2，與它們的氯化物共軛酸，可以用來製備 pH 9 的緩衝溶液，此溶液中所含的緩衝試劑總濃度為 0.5 mole/liter。(a)請選擇最好的酸鹼對用於配製此緩衝溶液，(b)請提供配製一公升緩衝溶液的配方，(c)請計算加入 0.02 mole NaOH 於一公升緩衝溶液後，溶液的 pH 值為何？
Note: pK ammonia = 4.75, pK pyridine = 8.81, and pK ethylamine = 3.3.（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
面對緩衝溶液配製題，首先需根據化學常識判斷題目給定的 pK 值為 pKb（因 NH3 的 pKb 約為 4.75）。選擇最佳緩衝對的原則是其共軛酸的 pKa 需最接近目標 pH 值。接著利用 Henderson-Hasselbalch 方程式聯立總濃度條件，即可求得酸鹼對各自的莫耳數。計算加入強鹼後的 pH 時，先以化學計量算出反應後的酸鹼莫耳數，再代回緩衝公式求解。
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【解題關鍵】利用 Henderson-Hasselbalch 方程式（pH = pKa + log([鹼]/[酸])），選擇 pKa 最接近目標 pH 值的酸鹼對，並結合質量平衡計算各成分濃度。 【解答】 (a) 選擇最好的酸鹼對
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