普考申論題
110年
[環境檢驗] 分析化學概要
第 一 題
📖 題組：
四、使用 Na2CO3（分子量：105.99），1.0 M 之 HCl 或 1.0 M 之 NaOH 水溶液調配 100 mL 濃度為 0.100 M 之 pH 9.50 的緩衝溶液。H2CO3之 pK1= 6.351、pK2 = 10.329。
四、使用 Na2CO3（分子量：105.99），1.0 M 之 HCl 或 1.0 M 之 NaOH 水溶液調配 100 mL 濃度為 0.100 M 之 pH 9.50 的緩衝溶液。H2CO3之 pK1= 6.351、pK2 = 10.329。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
請問需要 Na2CO3之重量為多少克？（4 分）
思路引導 VIP
首先要理解「100 mL 0.100 M 的緩衝溶液」是指其中碳酸相關物種的總濃度為 0.100 M。由於題目要求使用 Na2CO3 為起始原料，我們只需要計算配製該濃度、該體積所需的 Na2CO3 莫耳數，進而求得重量。
小題 (二)
加入之水溶液為 HCl 或是 NaOH？需要加入多少毫升（mL）？（15 分）
思路引導 VIP
這題是緩衝溶液設計的核心。1. 判斷 pH 落在粉哪個 pKa 附近：pH 9.50 接近 pK2 (10.329)，所以該緩衝體系是由 HCO3^- 與 CO3^2- 組成。2. 判斷藥劑：起始物質是 Na2CO3 (CO3^2-)，要達到 pH 9.50 (比 pK2 低)，必須加入「強酸」將部分的 CO3^2- 轉化成 HCO3^-。3. 使用 Henderson-Hasselbalch 方程式計算比例。4. 根據比例算出酸的加入量。
小題 (三)
請說明本緩衝溶液配置流程。（6 分）
思路引導 VIP
配製溶液的標準流程必須包含：秤重、溶解、精確調控 pH、定容。特別要注意緩衝溶液通常會使用 pH 計輔助微調，而非單純依據理論計算量直接混合。