普考申論題
112年
[環保技術] 環境化學概要
第 三 題
三、碳酸系統為自然環境中常見的緩衝溶液。利用1大氣壓含有CO2及N2的氣體注入含有0.01 M NaHCO3的水溶液中，經過一段時間平衡後，在25℃時測得水中的pH值為6.5，在考慮水溶液在25℃的蒸氣壓為0.0313大氣壓時，請問氣體中的CO2含量為何？（20分）
CO2(g) ⇌ CO2(aq) KH = 10-1.5
H2CO3 ⇌ H+ + HCO3- Ka1 = 10-6.33
HCO3- ⇌ H+ + CO32- Ka2 = 10-10.33
CO2(g) ⇌ CO2(aq) KH = 10-1.5
H2CO3 ⇌ H+ + HCO3- Ka1 = 10-6.33
HCO3- ⇌ H+ + CO32- Ka2 = 10-10.33
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題為典型的碳酸系統平衡與氣液平衡綜合計算。步驟如下：
- 辨識系統：水中原本有 0.01 M 的 NaHCO3，這提供了總鹼度/碳酸鹽基質。通入氣體達成平衡，測得 pH=6.5。
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【考點分析】 本題考查環境化學中非常核心的「碳酸系統氣液平衡」。需熟練運用電荷平衡/質量平衡推導液相物質濃度，再經由解離常數（Ka）與亨利定律（KH）反推氣相分壓，最後扣除飽和水蒸氣壓計算氣體組成比例。 【理論/法規依據】
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