申論題

29. 碳酸飲料(如汽水)的製備是利用亨利定律的原理，將二氧化碳壓入裝有含糖調味料飲用水的玻璃瓶中後， 再加以密封。依據亨利定律，氣體在溶劑中的溶解度（ S ）與液面上該氣體的分壓（ p ）成正比，其比例 常數稱為亨利定律常數（ k_H  ），關係式可表示如下：
S= kH✖p
式中的 S 與 p 的單位分別為體積莫耳濃度（M）與大氣壓力（atm），而 CO₂ 的  k_H 與溫度的關係如右圖所示。
CO₂ (g) 溶入水中生成 CO₂ (aq) 後，小部分溶入水中的 CO₂ (aq) 會與水反應形成 H₂CO₃(aq) ，在 25℃時，其平衡反應式與平衡常數如下： 而 H₂CO₃ (aq) 在水中會解離成 H⁺(aq) 與 HCO₃^-(aq)，其平衡反應式與平衡常數如下：

H₂CO₃(aq) ⇌ H ⁺ (aq) + HCO₃^- (aq)    K_a=2.5✖10^-4

今有一未開罐的汽水瓶，於 25℃時，瓶內上方的 CO₂ (g) 壓力為 2.5 大氣壓，若其性質遵守亨利定律，求 出下列數值。