調查局三等申論題
113年
[化學鑑識組] 分析化學
第 一 題
📖 題組：
EDTA 是分析化學使用最廣泛之螯合劑，為六質子系統，表示為 H6Y2+。中性的 EDTA 為四質子酸，其分子式為 H4Y。請回答下列問題：
EDTA 是分析化學使用最廣泛之螯合劑，為六質子系統，表示為 H6Y2+。中性的 EDTA 為四質子酸，其分子式為 H4Y。請回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請寫出 EDTA 與金屬錯合物反應之形成常數代數式。（5 分）
思路引導 VIP
看到本題，考生應直覺想到 EDTA 與金屬離子形成錯合物的基本反應式。EDTA 參與配位反應的有效型態為完全解離的 Y⁴⁻，因此須先寫出金屬離子與 Y⁴⁻ 的化學平衡反應式，再依據質量作用定律寫出形成常數（Kf）的代數式並標註各項意義。
小題 (二)
下圖中顯示每種 EDTA 存在的 pH 值，請在每個箭頭處填下 pH 值為何？例如：第一個箭頭處 pH = pK1（10 分）
思路引導 VIP
考生看到多質子酸的物種優勢區間（Predominance region）圖時，應直覺聯想「交界處」與「區間中點」的化學意義：交界處代表相鄰兩種酸鹼物種濃度相等，根據 Henderson-Hasselbalch 方程式，此處 pH = pKa；而區間中點則是該兩性物種（Amphiprotic species）濃度達到最大值的狀態，其 pH 約等於相鄰兩個 pKa 的算術平均值，即 pH = (pKa_n + pKa_n+1) / 2。依此規律由左至右對應推導即可。