地特三等申論題
112年
[環境工程] 環境化學與環境微生物學
第 二 題
📖 題組：
氣體於水中之溶解度，可藉由亨利定律（Henry’s Law）得知，試回答下列問題： (一)請說明亨利定律之定義。（10 分） (二)請以亨利定律計算 1 atm、25℃下，氧氣在水中之溶解度（mg/L）。已知氧氣在乾空氣中之占比為 20.95%，水蒸氣在 25℃下壓力為 0.0313 atm，氧氣之亨利定律常數為 1.28×10⁻³ mole/L atm。（10 分） 亨利定律： [X(aq)] = K * Px [X(aq)]：氣體在水中之溶解度（mole/L） Px：氣體之分壓（atm） K：亨利定律常數（mole/L atm）
氣體於水中之溶解度，可藉由亨利定律（Henry’s Law）得知，試回答下列問題： (一)請說明亨利定律之定義。（10 分） (二)請以亨利定律計算 1 atm、25℃下，氧氣在水中之溶解度（mg/L）。已知氧氣在乾空氣中之占比為 20.95%，水蒸氣在 25℃下壓力為 0.0313 atm，氧氣之亨利定律常數為 1.28×10⁻³ mole/L atm。（10 分） 亨利定律： [X(aq)] = K * Px [X(aq)]：氣體在水中之溶解度（mole/L） Px：氣體之分壓（atm） K：亨利定律常數（mole/L atm）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
請以亨利定律計算 1 atm、25℃下，氧氣在水中之溶解度（mg/L）。已知氧氣在乾空氣中之占比為 20.95%，水蒸氣在 25℃下壓力為 0.0313 atm，氧氣之亨利定律常數為 1.28×10⁻³ mole/L atm。（10 分）
思路引導 VIP
本題重點在於氣體分壓的計算與濃度的單位轉換。首先必須從系統總壓（1 atm）中扣除水蒸氣壓，求得真實的乾空氣壓力後，再乘上氧氣體積占比獲得氧氣分壓。接著代入亨利定律求出莫耳濃度，最後乘上氧氣的分子量（32 g/mole）轉換為題目要求的 mg/L。
小題 (一)
請說明亨利定律之定義。（10 分）
思路引導 VIP
看到此題，考生應直擊核心觀念：氣體在液體中的溶解度與其在液面上方的分壓成正比。除了文字敘述定義外，務必列出數學公式並標明單位。為了確實拿下 10 分，建議額外補充定律的「適用條件（如低壓、微溶、不反應）」與「環境工程上的應用（如曝氣、氣提）」，以展現專業廣度。
亨利定律與氣體溶解度
💡 計算氣體溶解度需考慮水蒸氣壓、分壓比率與單位換算。
🔗 亨利定律溶解度計算流程
- 1 修正總壓 — 總壓 1 atm 減去水蒸氣壓 0.0313 atm
- 2 計算分壓 — 乾空氣壓 × 氧氣佔比 (20.95%)
- 3 求莫耳濃度 — 代入 C = K * Px 公式計算
- 4 單位轉換 — mole/L 乘分子量 32000 轉為 mg/L
↓
↓
↓
🔄 延伸學習：延伸學習：溫度升高會使亨利常數 K 變小，導致溶氧量降低。
