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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:
難溶性固體 Mg(OH)2 之溶解度積 Ksp = 1.2 × 10-11,請回答下列問題: (一)計算其在溶液中平衡時之 pH 值。(9 分) (二)說明在溶液中出現共同離子(common ion),對 Mg(OH)2 溶解度及水體 pH 值的影響。(16 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

計算其在溶液中平衡時之 pH 值。

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看到此題,首先寫出難溶性固體 Mg(OH)2 的溶解平衡反應式,並定義其溶解度為 S。利用 Ksp = [Mg2+][OH-]^2 = 4S^3 的關係解出 S 與 [OH-] 濃度,最後再透過 pOH 轉換為 pH 值。注意計算時需檢查水解離出的 OH- 濃度是否可忽略。

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【解題關鍵】利用溶解平衡反應式推導溶度積常數 (Ksp) 與溶解度 (S) 的關係,求出氫氧根離子濃度後轉換為 pH 值。 【解答】 計算:

小題 (二)

說明在溶液中出現共同離子(common ion),對 Mg(OH)2 溶解度及水體 pH 值的影響。

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遇到這類水化學平衡題,應先寫出 Mg(OH)2(s) ⇌ Mg2+(aq) + 2OH-(aq) 的溶解平衡方程式。接著運用『勒沙特列原理』解釋同離子效應,並務必將共同離子分為 Mg2+ 與 OH- 兩種情境,分別推導平衡移動對溶解度及水中總體 [OH-](即 pH 值)的不同影響。

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【破題】 本題測驗「同離子效應」(Common Ion Effect)對難溶性鹽類溶解平衡的影響。依據勒沙特列原理(Le Chatelier's Principle),當系統加入參與平衡的離子時,反應將朝向消耗該離子的方向移動,從而改變溶解度與水體酸鹼值。 【論述】

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