第 三 題

看到「鹼度」，先寫出其定義（吸收質子的能力）與三大主要成分（碳酸氫根、碳酸根、氫氧根），並列出總鹼度的數學平衡式與單位換算（以CaCO3計）。對於大氣CO2上升的影響，是環境化學的經典陷阱：純粹CO2溶於水（封閉系統）不會改變總鹼度（增加的HCO3-被同等增加的H+抵消），但若考慮自然水體與碳酸鹽岩石/底泥的接觸（開放系統），酸化作用會促使CaCO3溶解，最終反而導致總鹼度上升。

考生看到此題應立刻聯想到「氣液平衡（亨利定律）」與「酸鹼平衡（弱酸解離）」兩大環境化學核心概念。解題時需先寫出二氧化碳溶於水形成碳酸的化學反應式，接著利用勒沙特列原理（Le Chatelier's principle）推導出濃度增加對氫離子（H⁺）及 pH 值的最終影響。

看到「CO2溶於水」求「pH值」，立刻想到弱酸的單質子解離模型：[H⁺]² = Ka₁ × [CO₂(aq)]。利用對數律 pH = 0.5 × (pKa₁ - log[CO₂]) 將給定的平衡濃度代入求解即可。算出的數值應在 5.6 左右，此為環境實務中「天然雨水pH值」的基準線，可作為計算結果的驗證。