地特三等申論題
111年
[環境檢驗] 分析化學
第 二 題
📖 題組：
乙二胺四乙酸（簡稱 EDTA）是一種四質子酸（簡記為H4Y），也是常用的金屬螯合劑，可在水中與多數金屬離子（簡稱Mn+）進行錯合反應： H4Y → H+ + H3Y- ， K1 = 1.0 10-2 H3Y- → H+ + H2Y2- ， K2 = 1.0 × 10-3 H2Y2-→ H+ + HY3- ， K3 = 1.0 × 10-6 HY3-→ H+ + Y4- ， K4 = 1.0 × 10-10 Mn+ + Y4- → MY(n-4)+ ，KMY = [MY(n-4)+] / ([Mn+][Y4-]) 某生以 0.010 M 的 EDTA 滴定 50.00 mL 相同濃度的各種金屬離子時，發現當 pM ≥ 6.0 時，指示劑會立即變色。根據所述，回答下列問題，已知所有金屬離子均不涉及其他反應。
乙二胺四乙酸（簡稱 EDTA）是一種四質子酸（簡記為H4Y），也是常用的金屬螯合劑，可在水中與多數金屬離子（簡稱Mn+）進行錯合反應： H4Y → H+ + H3Y- ， K1 = 1.0 10-2 H3Y- → H+ + H2Y2- ， K2 = 1.0 × 10-3 H2Y2-→ H+ + HY3- ， K3 = 1.0 × 10-6 HY3-→ H+ + Y4- ， K4 = 1.0 × 10-10 Mn+ + Y4- → MY(n-4)+ ，KMY = [MY(n-4)+] / ([Mn+][Y4-]) 某生以 0.010 M 的 EDTA 滴定 50.00 mL 相同濃度的各種金屬離子時，發現當 pM ≥ 6.0 時，指示劑會立即變色。根據所述，回答下列問題，已知所有金屬離子均不涉及其他反應。
若一杯 EDTA 溶液的 pH 值恰等於 6.0，則溶液中Y4-離子的莫耳分率（簡稱：α4）為何？估計其數值，並詳述推導過程。（10 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到多元酸的莫耳分率計算，首先應聯想到α值公式。利用質量平衡原理將所有含Y的物種濃度轉換為[Y4-]與[H+]的函數，再代入指定的pH值計算，過程中可透過次方數量級的比較忽略微小項以簡化計算。
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AI 詳解
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【解題思路】利用多元弱酸的質量平衡與逐步解離常數，推導出特定物種的莫耳分率（α值）公式，再代入已知pH與解離常數進行計算。 【詳解】 已知：
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