第 二 題

看到水中含有氨氮，立刻要聯想到「折點加氯（Breakpoint Chlorination）」現象。加入的氯會先與氨氮反應生成氯胺（結合氯），並進一步氧化為氮氣。要達到「相同的消毒效果」，代表必須在『完全破壞氨氮之後』，系統中還要殘留與第一小題等量的自由有效游離氯（即 100 mg/L 的 NaOCl）。解題分兩段：先算出將氨氮氧化至折點所需消耗的 NaOCl 莫耳數或質量，再把這個消耗量加上原本維持游離氯所需的 100 mg/L，最後換算成「克/公升」解答。

本題的核心在於「等效殺菌力」概念。首先要建立總游離氯濃度（C）與 HOCl、OCl- 濃度的關係，透過 HOCl 的解離常數 (Ka) 與 pH 值計算各自佔比 ($alpha_{HOCl}$ 及 $alpha_{OCl-}$)。接著，依據題目所給「HOCl消毒力為OCl-的80倍」，定義「等效HOCl濃度」，要達到相同消毒效率，兩者的等效HOCl濃度必須相等。藉由這個等式，便能求出在 pH 8.0 時所需的總氯濃度。