二、某一水庫體積為 1,000 萬立方公尺，長期承受雨水逕流，且與大氣平衡，水質酸鹼
值為pH5.0，鈣離子之濃度極低，可忽略。今於水庫中投入略為過量之石灰石（成
份為碳酸鈣CaCO
3(s)），並經一段時間達到碳酸鈣、水及大氣平衡後，請問此水庫
pH值為何？從大氣中吸入多少重量的碳？（20 分）
大氣中二氧化碳之分壓為 10-3.5 atm（316 ppm (v/v)），此二氧化碳與溶於水中之碳
酸（包括CO2(aq)與H2CO3(aq)）之平衡常數為 0.0316（M/atm）（= 10-1.5 (M/atm)）。
水、碳酸及碳酸鈣解離之反應及平衡常數如下：
H2O⇌ H+
+ OH- Kw = 10-14 (M2
)
CO2 + H2O ⇌ H2CO3 KH = 0.0316 (M/atm)（= 10-1.5 (M/atm)）
H2CO3 ⇌ HCO3
-
+ H+
Ka1 = 5.01 × 10-7 (M)（= 10-6.3 (M)）
HCO3
- ⇌ CO3
2- + H+ Ka2 = 5.01 × 10-11 (M)（= 10-10.3 (M)）
CaCO3(s) ⇌ Ca2+ + CO3
2- Ksp = 4.6 × 10-9 (M2
)（= 10-8.34 (M)）
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