普考申論題
109年
[環保技術] 環境化學概要
第 一 題
一、試求一含0.01 M醋酸與0.02 M醋酸鈉溶液之pH值為何？假設在此醋酸/醋酸鈉溶液中加入足量之NaOH達0.001 M，則新溶液之pH值為何？（醋酸之pKa=4.74）（20分）
📝 此題為申論題
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這是一道典型的緩衝溶液（Buffer Solution）計算題。看到題目應立即反應出「亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式」（Henderson-Hasselbalch equation）。解題步驟應分為兩階段：第一階段計算初始緩衝溶液的 pH 值；第二階段考慮強鹼 NaOH 加入後，與酸性成分（醋酸）發生的中和反應，更新酸與鹽的濃度比例，再重新帶入公式。注意 $pKa$ 與濃度比值的對數關係，計算時需細心處理數值。
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【考點分析】 本題考查酸鹼平衡中的緩衝溶液計算，涉及 Henderson-Hasselbalch 方程式的應用以及強鹼對緩衝體系 pH 值的擾動計算。 【理論/法規依據】
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緩衝溶液 pH 計算
💡 運用 Henderson-Hasselbalch 方程式計算緩衝與強鹼擾動後的 pH。
🔗 緩衝溶液強鹼擾動計算流程
- 1 列出 H-H 方程式 — pH = pKa + log([A-]/[HA])
- 2 計算初始 pH — 代入原始濃度 0.02M 與 0.01M
- 3 執行中和反應邏輯 — 酸：0.01-0.001；鹽：0.02+0.001
- 4 更新對數項比例 — 計算新比例 log(0.021/0.009)
- 5 得出最終 pH — 加總 pKa 與新對數值完成答題
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🔄 延伸學習：延伸學習：緩衝容量在弱酸與鹽濃度 1:1 時達到最大值。
