地特四等申論題
109年
[環保技術] 環境化學概要
第 六 題
六、何謂陽離子交換能力（CEC）？並說明 pH 值對 CEC 的影響。（10分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到本題，首先應聯想到土壤與膠體表面的『帶電特性』。第一部分需準確定義CEC（包含單位與物理化學意義）；第二部分則要利用酸鹼平衡的觀念，區分『永久電荷』與『變動電荷（pH依賴型電荷）』，說明 H+ 濃度變化如何引發表面官能基的質子化/去質子化，進而影響負電荷數量與離子競爭。
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【破題】陽離子交換能力（CEC）是衡量土壤或環境膠體吸附與緩衝陽離子污染物（如重金屬）及營養鹽能力的關鍵化學指標，其數值大小與環境的酸鹼度（pH值）具有密切的動力學與熱力學連動關係。 【論述】 一、陽離子交換能力（Cation Exchange Capacity, CEC）之定義
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陽離子交換能力CEC
💡 膠體表面帶負電吸附陽離子之總量，隨pH值升高而增加。
🔗 pH值影響CEC之化學機制
- 1 pH值上升 — 環境中OH⁻增加，H⁺濃度下降。
- 2 去質子化作用 — 表面官能基(-COOH, -OH)釋放質子。
- 3 負電荷增加 — 膠體表面產生更多有效負電位點。
- 4 CEC提升 — 吸附陽離子能力增強，減少重金屬溶出。
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🔄 延伸學習：延伸學習：酸雨導致土壤酸化（pH降）將使CEC下降並釋放重金屬毒性。
