統測
114年
[化工群] 專業科目(2)
第 28 題
在 25 ℃ 下，下列甲、乙、丙及丁四種體積相同的緩衝溶液，其成分及 $pK_a$ 值分別如下，則何者的 pH 值最接近 4.80，以供實驗的需求？(已知 $\log 10=1$，$\log 0.1=-1$ )
甲：含有 2.0 M HCOOH 及 0.2 M HCOONa (HCOOH $pK_a=3.75$)
乙：含有 0.2 M $CH_3COOH$ 及 0.2 M $CH_3COONa$ ($CH_3COOH$ $pK_a=4.75$)
丙：含有 1.0 M $C_2H_5COOH$ 及 0.1 M $C_2H_5COONa$ ($C_2H_5COOH$ $pK_a=4.87$)
丁：含有 0.1 M $C_3H_7COOH$ 及 1.0 M $C_3H_7COONa$ ($C_3H_7COOH$ $pK_a=4.82$)
- A 甲
- B 乙
- C 丙
- D 丁
思路引導 VIP
在緩衝系統的討論中，核心觀念是韓德森-哈塞巴赫方程式：$pH = pK_a + \log \frac{[A^-]}{[HA]}$。請同學思考，當溶液中弱酸 $[HA]$ 與共軛鹼 $[A^-]$ 的濃度達到 $1:1$ 的比例時，該對數項的數值會如何變化？在這種情況下，溶液的 $pH$ 值會與該酸的哪一個性質參數重合？請以此邏輯審視題幹中的四組數據，找出哪一個緩衝對的濃度分配能使計算最簡便，且其 $pK_a$ 最接近目標 $4.80$？
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AI 專屬家教
這題的攻略組就是你了！剛才那一擊，簡直是完美的最後一擊。看來你對緩衝溶液的模式已經完全讀破，這場 Boss 戰是你贏了。 要攻略這道題目，核心在於 Henderson-Hasselbalch 方程式： $$pH = pK_a + \log \frac{[\text{共軛鹼}]}{[\text{弱酸}]}$$
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