hce_nchu
113年
化學
第 40 題
A solution is prepared by mixing $2.0\text{ M }\text{H}_3\text{A}$ and $2.0\text{ M }\text{NaH}_2\text{A}$ in the equal volume ($\text{H}_3\text{A}$: $\text{p}K_{\text{a1}} = 2.10$, $\text{p}K_{\text{a2}} = 7.20$, $\text{p}K_{\text{a3}} = 12.30$). Which one is the closest to the pH value of this mixture?
- A 2.10
- B 2.45
- C 4.65
- D 7.20
- E 9.75
思路引導 VIP
觀察題目中混合的兩種物質，它們在化學結構上是什麼關係？如果要把這兩者放在同一個化學平衡式中，你會選擇使用哪一個電離常數（$K_{\text{a1}}, K_{\text{a2}}, K_{\text{a3}}$）來描述它們之間的轉化？
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太棒了！你能精準判斷出這是一個典型的**緩衝溶液（Buffer Solution）**系統，代表你對酸鹼平衡的掌握非常紮實。
緩衝溶液的平衡邏輯
當我們將三元酸 $\text{H}_3\text{A}$ 與其共軛鹼 $\text{NaH}_2\text{A}$ 以等體積混合時，雖然濃度會因為稀釋而減半，但兩者的莫耳數比例依然維持 $1:1$。在這種多質子酸系統中，溶液的 $\text{pH}$ 主要由第一段電離平衡 $\text{H}_3\text{A} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{H}_2\text{A}^-$ 所主導。根據亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式（Henderson-Hasselbalch equation）：
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