27-30 題為題組
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 CO(g)
壓入裝有飲料的玻璃瓶中,再加以密封。依據亨利定律,
0.07
0.06
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
( ),關係式可表示如下:
0.05 -
0.04-
0.03 3
S=k × P
0.02
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CO,的 k 與溫度的關係如圖 12 所示。
KH
(M/atm)
CO(g)溶入水中生成 CO (aq)後,小部分溶入水中的 CO2(aq)會與水反應形成
H.CO(aq),在 25℃時,其平衡反應式與平衡常數如下:
CO₂ (aq) + H₂O(1) = H₂CO3(aq)
K₁ =
BY-URI
VEMB
0 1020 30
溫度
[H₂CO3(aq)]
[CO,(aq)]
而H,CO3(aq)在水中會解離成 H+(aq)與HCO, (aq),其平衡反應式與平衡常數如下:
H,CO3(aq) ≥ H*(aq) + HCO, (aq) K = 2.5×10+
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,回答下列問題。(每一子題2分,共8分)
27. 汽水中 CO. (aq)的濃度(M)數值為何?(2分) 7-KHP 700.03x2.5
28. 下列平衡反應式的平衡常數數值為何?(2分)
0.015 MX
CO2(aq) + H,O(l) = (H*(aq) + HCO, (aq) K, x Ka = 1.6x2.5x101
圖 12
= 1.6×10-²
=
29. 汽水中氫離子濃度[H*(aq)](M)數值為何?(2分)
4x107
(√2=1.41, √3=1.73) [4²] = √√ka+ Cm = √4x 15²0.075 - 53 x 15²4 = 1.25411"
-4
30. 若瓶內上方的CO(g)視為理想氣體,當該汽水瓶的溫度升高至35℃時,汽水中CO(aq)
的濃度會上升或下降?(2分)