環境化學 酸鹼化學 - 高考

※ 引述《thisjay ( )》之銘言：
: 標題: [考題] 環境化學 酸鹼化學
: 時間: Mon Mar 18 18:17:54 2013
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: 有一工業廢水含氨態氮28 mg-N/L，無機碳24 mg-C/L，硫化物3.2 mg-S/L，pH 為10.5。
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: 鹼度為多少？
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: H2O = H+ + OH- pK = 14.0
: H2CO3 = HCO3- + H+ pK1 = 6.3
: HCO3- = CO32- + H+ pK2 = 10.3
: NH4+ = NH3 + H+ pK = 9.4
: H2S = HS- + H+ pK1 = 7.0
: HS- = S2- + H+ pK2 = 13.9 （ H=1, O=16, C=12, N=14, S=32）
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: 參考石濤環化環微分類題庫p84，
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: 他是先列出
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: 1. “”pH=4.5中心的物種，列出鹼度””
: =[NH3]+[OH-]+[HCO3-]+2[CO3^2-]+[HS-]+2[S-]-[H+]
針對您的問題，小弟提出一些想法
其實沒有pH=4.5為中心的物種
PRL如何列跟pH沒有關係
如題，參考物種為NH4+、H2CO3、H2S及H2O
PRL如下

H+
↑
PRL: ---NH4+ ---H2CO3---H2S---H2O
↓ ↓ ↓ ↓
NH3 HCO3- HS- OH-
↓ ↓
CO3-2 S-2

Alk= [NH3] + 2[CO3-2] + [HCO3-] + 2[S-2] + [HS-] + [OH-] - [H+]

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: 2.求出C-t C =2*10^-3M
: C-t S =10^-4M
: C-t N=2*10^-3M
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: 3.利用個別Ct求出 [NH3]=1.85*10^-3M [CO3^2-]=1.23*10^-3M
: [HS-]=10^4M [S2-]=0
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: 4.再帶入1鹼度公式得鹼度=5.5*10^-3M
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: 計算過程沒問題，原本我還在想 “”現列出pH=4.5中心的物種，列出鹼度物質””
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: 應該是他打錯了,因為題目pH給10.5 ,可是後來又看到一題
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: Q:一水樣經分析含有碳酸、磷酸及砷酸物種，寫出總鹼度計算式(P81頁)
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: 他的解 還是用 ””pH=4.5中心的物種，列出鹼度””
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: 就產生疑惑了?
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: 為何要用”pH=4.5中心的物種，列出鹼度”是不管遇到這種題目都用pH=4.5去推鹼度嗎
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: ???
小弟覺得您在列PRL時會被水樣的pH誤導
其實給pH值得最大用意為讓您求出個物種的濃度
算出個物種的比例係數(a0、a1、a2.....)

這類題目難度最高就是不給pH值
如您下面列舉的那題
要算的話，就必須要用到迭代法求[H+]

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: 另外,101高考有一題
: 在1公升的純水中加入下列成分，其總鹼度為多少？請以碳酸鈣濃度（mg/L）表示。（20
: 分） 碳酸氫鈉(NaHCO3) 0.8 g 硫酸鐵(Fe2(SO4)3) 0.9 g 磷酸一氫鉀(K2HPO4) 1.0 g
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: H2O H+ + OH- Kw = 10-14 (M2)
: H2CO3HCO3- + H+ Ka1 = 5.01×10-7 (M)（= 10-6.3 (M)）
: HCO3-CO32- + H+ Ka2 = 5.01×10-11 (M)（= 10-10.3 (M)）
: Fe3+FeOH2+ + H+ K = 6.3×10-3 (M)（=10-2.2 (M)）
: FeOH2+e(OH)2+ + H+ K = 1.58×10-4 (M)（=10-3.8 (M)）
: Fe(OH)2+Fe(OH)4- + 2 H+ K = 1.26×10-16 (M)（=10-15.9 (M)）
: H3PO4H2PO4- + H+ K = 7.08×10-3 (M)（=10-2.15 (M)）
: H2PO4-HPO42- + H+ K = 6.3×10-8 (M)（=10-7.20 (M)）
: HPO42-PO43- + H+ K = 4.47×10-13 (M)（=10-12.35 (M)）
: （原子量：H=1, K=39, C=12, O=16, Na=23, Fe=55.8, S=32, P=31, Ca=40）
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: 是不是也是先用”pH=4.5中心的物種，列出鹼度”再去求解呢
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: 煩請高手解惑一下,謝謝!
參考物種為HCO3-、Fe+3、HPO4-2及H2O

PRL如下

H3PO4
↑
CO3-2 H2PO4- H+
↑ ↑ ↑
----HCO3- ---Fe+3 ---HPO4-2 ---H2O---
↓ ↓ ↓ ↓
H2CO3 Fe(OH)+2 PO4-3 OH-
↓
Fe(OH)2+
↓
↓
Fe(OH)4-

下面小弟就不算了，因為落落長= =

簡單說明一下:

藉由PRL，上半部(H+端)會等於下半部(OH-)

然後藉由上述關係式，經由迭代求出[H+]

[H+]求出後即可得到各物種濃度

接著代入AlK即可得到鹼度

以上僅供參考!!
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