申論題

三、瓶裝汽水是一種碳酸飲料，其製備是利用亨利定律的原理，將數個大氣壓力的 CO₂ ( g) 壓入含糖及調味料飲用水的玻璃瓶中後，再加以密封。 依據亨利定律，低溶解度的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（ H k ），關係式可表示如下：

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 H k 與溫度的關係如圖 6 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：

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，試列出計算式，並求出下列數值。（每一子題 2 分，共 6 分）

2. 下列平衡反應式的平衡常數。（2 分）