普考申論題
110年
[環境檢驗] 分析化學概要
第 二 題
二、Cr(Ⅵ)還原反應產生之 Cr(Ⅲ)可加鹼，使之產生 Cr(OH)3 之沉澱收集去除，請問欲將水溶液中之 Cr(Ⅲ)降至 20.0 ppb 以下，須將水溶液之 pH 值（取小數點後一位）調整至多少以上或以下？（25 分）
原子量：Cr =52.00, Cr(OH)3之 pKsp=29.8
原子量：Cr =52.00, Cr(OH)3之 pKsp=29.8
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
這是一道溶解度積（Ksp）與 pH 關係的計算題。思考步驟如下：1. 單位換算：將 20.0 ppb 轉換成摩爾濃度 [Cr^3+]。2. 利用 Ksp 公式：Cr(OH)3 ↔ Cr^3+ + 3OH^-，寫出 Ksp = [Cr^3+][OH^-]^3。3. 代入已知數值：由 pKsp 求出 Ksp，並帶入 [Cr^3+] 求出 [OH^-]。4. 轉換 pH：將 [OH^-] 轉為 pOH，再轉為 pH。5. 邏輯判斷：氫氧化物沉澱在鹼性越強時溶解度越低，因此應為「多少以上」。
溶解度積與pH計算
💡 透過Ksp與pH關係計算金屬離子沉澱的平衡濃度。
🔗 Cr(III) 沉澱 pH 計算邏輯鏈
- 1 單位轉換 — 將 ppb (μg/L) 除以原子量轉為 M (mol/L)
- 2 Ksp 平衡 — 利用 Ksp 關係式解出 [OH-]
- 3 酸鹼換算 — 由 [OH-] 經由 pOH 求得 pH
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🔄 延伸學習：延伸學習：當 pH 過高時，兩性金屬沉澱物可能發生再溶解現象。
