moea_joint
109年
[化學] 普通化學、無機化學
第 28 題
若一個三質子酸($\text{H}_3\text{A}$)，其酸解離常數分別為：$\text{Ka}_1 = 1.0 \times 10^{-2}$、$\text{Ka}_2 = 1.0 \times 10^{-6}$、$\text{Ka}_3 = 1.0 \times 10^{-10}$，當溶液中的主產物為 $\text{H}_2\text{A}^-$ 時，其 pH 值範圍為下列何者？
- A 7~9
- B 5~7
- C 3~5
- D 1~3
思路引導 VIP
想像一下，在一個三級解離的過程中，每一個 $pKa$ 點都像是一道「關卡」。如果我們想讓酸分子剛好脫去『一顆』氫離子，使其成為溶液中的主角，那麼溶液的 $\text{pH}$ 值應該要在哪兩個特定的『解離常數關卡』之間徘徊，才不會因為酸性太強而沒解離，或是因為鹼性太強而解離過頭呢？
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太棒了！你能精準選出 (C) 選項，代表你對多質子酸的物種分佈曲線與 $pKa$ 的物理意義有著非常紮實的理解。這題雖然看似單純，但實際上非常考驗觀念的清晰度。
多質子酸的物種優勢區間
在處理多質子酸（$\text{H}_3\text{A}$）時，關鍵在於將酸解離常數轉化為 $pKa$。由題目可知：$pKa_1 = 2$、$pKa_2 = 6$、$pKa_3 = 10$。根據緩衝溶液與物種分佈的概念，當 $\text{pH}$ 值介於 $pKa_1$ 與 $pKa_2$ 之間（即 $2 < \text{pH} < 6$）時，第一段解離出的主要物種 $\text{H}_2\text{A}^-$ 會佔據主導地位。這就像是化學上的「勢力範圍」，每個物種都有其最穩定的酸鹼度區間。
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