3.某溶液含有 6.6×10-2 M sodium acetate 及 3.3×10-2 M acetic acid,則此溶液之 pH 值約為多少?(acetic acid 之 pKa 為 4.74)
(A)5.04
(B)4.47
(C)9.53
(D)8.96

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統計: A(1309), B(312), C(75), D(109), E(0) #3818718

詳解 (共 4 筆)

#7290781
酸是acetic acid,共軛鹼sod...

(共 98 字,隱藏中)
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#7295877
pH=pKa+log(A-/HA)=4.74+log(6.6×10-2 /3.3×10-2)=4.74+log2=5.04
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#7326456
看到有酸又有鹽,掏出那條用到爛的Henderson-Hasselbalch 方程式
69c7c4366d50b.jpg
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#7437767

這題考的是分析化學/藥劑學中,最經典、全年度國考能見度最高的緩衝溶液 pH 值計算。用到的公式是每位藥學生必背的 Henderson-Hasselbalch 方程式

答案

(A) 5.04

本題考點:你在考場上該看透的秘密

這題在考 「弱酸及其共軛鹼」組成的緩衝溶液 pH 值推導

出題老師非常大方,給的數字都是精心設計過、讓你在考場上甚至不需要按計算機就能靠心算秒殺的漂亮數字。核心關鍵在於:當共軛鹼的濃度是大於弱酸時,pH 值一定會比 $pK_a$ 還要大!(光憑這點就能直接刪掉 B,再用常識弱酸緩衝不可能變鹼性刪掉 C、D,直接秒選 A)。

你該學會的重點(一分鐘心算流)

1. 寫出黃金公式(Henderson-Hasselbalch 方程式):

$$\text{pH} = \text{pK}_a + \log\left(\frac{[\text{共軛鹼}]}{[\text{弱酸}]}\right)$$
  • 本題的弱酸(Acetic acid, 醋酸)濃度 = $3.3 \times 10^{-2}\text{ M}$

  • 本題的共軛鹼(Sodium acetate, 醋酸鈉)濃度 = $6.6 \times 10^{-2}\text{ M}$

  • $\text{pK}_a = 4.74$

2. 代入數字:

$$\text{pH} = 4.74 + \log\left(\frac{6.6 \times 10^{-2}}{3.3 \times 10^{-2}}\right)$$

你會發現 $\frac{6.6}{3.3}$ 剛好等於 $2$

$$\text{pH} = 4.74 + \log(2)$$

3. 帶入國考必背常數($\log 2 = 0.30$):

$$\text{pH} = 4.74 + 0.30 = \mathbf{5.04}$$

選項解析

  • (A) 5.04

    • 解析正確答案

  • (B) 4.47

    • 解析陷阱選項。這是故意把公式代反(把酸和鹼的位置放反,變成 $4.74 - \log 2 = 4.44$,最接近 4.47)會算出的錯誤數字。

  • (C) 9.53、(D) 8.96

    • 解析湊數選項。這兩個數字是鹼性緩衝液($\text{pH} > 7$)才會出現的數字,今天主角是醋酸(弱酸),再怎麼加鹼調配,它依然是個「酸性緩衝溶液」,pH 絕對不可能大於 7,直接放生這兩個選項。

? 國考考場心法(眼神掃射法)

看到弱酸緩衝液,先看 $\text{pK}_a$$4.74$

  • 如果 鹼 $=$$\rightarrow \text{pH} = 4.74$

  • 如果 鹼 $>$$\rightarrow \text{pH} > 4.74$(本題醋酸鈉比醋酸多,所以答案一定大於 4.74,但要是酸性,直接鎖定 5.04 完稿!)

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