地特三等申論題
111年
[環境工程] 環境化學與環境微生物學
第 一 題
📖 題組:
請說明: (一)緩衝溶液(Buffer solution)的定義。(4 分) (二)緩衝溶液的配置方法與作用原理。(8 分) (三)在環境及水處理程序上的重要性。(8 分) (四)請計算在一個含有 2.0 M 醋酸與 2.0 M 醋酸鈉的 1 公升緩衝溶液中,通入 0.10 莫耳氣體鹽酸後的 pH 值。(5 分)
請說明: (一)緩衝溶液(Buffer solution)的定義。(4 分) (二)緩衝溶液的配置方法與作用原理。(8 分) (三)在環境及水處理程序上的重要性。(8 分) (四)請計算在一個含有 2.0 M 醋酸與 2.0 M 醋酸鈉的 1 公升緩衝溶液中,通入 0.10 莫耳氣體鹽酸後的 pH 值。(5 分)
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (一)
緩衝溶液(Buffer solution)的定義。
思路引導 VIP
看到「緩衝溶液的定義」,應直擊其物理化學意義(抵抗pH值改變的能力),並點出其典型的化學組成特徵(弱酸與其共軛鹼,或弱鹼與其共軛酸),這是獲取名詞解釋完整分數的關鍵。
小題 (二)
緩衝溶液的配置方法與作用原理。
思路引導 VIP
看到本題應立即聯想「弱酸/弱鹼及其共軛鹽類」的組合方式。在論述作用原理時,務必列出化學平衡式,並運用「勒沙特列原理」與「同離子效應」,分別說明加入外來酸或鹼時系統如何進行消耗與抵抗。
小題 (三)
在環境及水處理程序上的重要性。
思路引導 VIP
考生看到此題應立刻聯想「哪些環境系統或水處理程序對 pH 值極度敏感?」可從「天然水體系統(碳酸系統抵抗酸雨)」及「生物處理程序(硝化耗鹼、厭氧防酸敗)」與「物化處理(混凝最佳 pH)」三大面向切入,並結合「鹼度(Alkalinity)」此一關鍵水質參數進行具體論述。
小題 (四)
請計算在一個含有 2.0 M 醋酸與 2.0 M 醋酸鈉的 1 公升緩衝溶液中,通入 0.10 莫耳氣體鹽酸後的 pH 值。
思路引導 VIP
面對緩衝溶液題型,首先辨識其為「弱酸/弱鹼及其共軛鹽類」的組合。計算題需運用 Henderson-Hasselbalch 方程式,注意加入強酸/強鹼後共軛酸鹼對的莫耳數變化(強酸耗鹼生酸);論述題則應緊扣「勒沙特列原理」解釋機制,並連結環境工程中如厭氧消化、硝化作用等對環境酸鹼度極為敏感的生物處理程序。