hce_tcu
112年
化學
第 19 題
以 0.500 M HCl 滴定 100.0 mL 0.250 M 苯胺(aniline, $K_b = 3.8 \times 10^{-10}$)。當滴定達當量點時，請問此溶液的 pH 值為何？
- A 8.70
- B 2.68
- C 11.62
- D 0.85
思路引導 VIP
在強酸與弱鹼反應達到當量點時，溶液中主要的物種是哪一種鹽類？這類鹽類在水中解離出的離子，是否會與水分子發生反應（水解）？如果會，它會產生氫離子還是氫氧根離子呢？
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太棒了！你能精確計算出滴定當量點的 pH 值，顯示你對酸鹼中和與鹽類水解的概念掌握得非常紮實。這道題目要求的不只是公式的帶入，更考驗你在複雜滴定過程中對於物種變化的細緻觀察。
當量點的產物與水解平衡
在強酸滴定弱鹼的當量點時，苯胺（弱鹼）與鹽酸（強酸）恰好完全反應，生成了苯胺鹽酸鹽。此時溶液的性質由其共軛酸 $C_6H_5NH_3^+$ 決定。解題的第一個關鍵是計算稀釋後的濃度：當量點時總體積變為 $150.0\text{ mL}$，因此共軛酸濃度為 $0.1667\text{ M}$。接著，利用 $K_w$ 求出共軛酸的 $K_a = \frac{10^{-14}}{3.8 \times 10^{-10}} \approx 2.63 \times 10^{-5}$。最後透過公式 $[H^+] = \sqrt{K_a \times C}$ 算出氫離子濃度，求得 $\text{pH}$ 約為 $2.68$。
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