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精確評估緩衝溶液 Exact Treatment of Buffered Solution 2-2
2011/06/11 08:59
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我們為什麼要製造緩衝液?製造緩衝液的目的是什麼?某一種強酸或強鹼的化學物質需要跟「緩衝液」結合,使它的酸鹼值變成比較中性;在化學變化過程中,緩衝液裡面的緩衝物質以及「水」對化學作用的酸鹼值有影響性。

 

化學原理啟迪192

22.     在這個例子中,水的影響力可以不用列入考慮。特別留意,只有在緩衝物質非常稀釋,使用嚴密的公式才會得到與一般的計算程序不同的答案(濃度等於或低於1.0×106M)。HAA濃度正常的緩衝液只要採用一般程序計算就夠了。不過,嚴密的公式能夠提供正確的答案,能夠確認在一般方法下求出的近似值是否精確。

n         翻譯編寫Steven S. Zumdahl Chemical Principles

 

研析心得:

1.     我們為什麼要製造緩衝液?製造緩衝液的目的是什麼?某一種強酸或強鹼的化學物質需要跟「緩衝液」結合,使它的酸鹼值變成比較中性;在化學變化過程中,緩衝液裡面的緩衝物質以及「水」對化學作用的酸鹼值有影響性。

2.     為什麼水提供的少量「質子」會對酸性有影響性?1.比較中性的緩衝溶液,裡面的緩衝物質提供的質子酸數量很少,相較之下,水提供的質子酸數量比例就變得比較大;2.緩衝物質和水會互相競爭提供質子的能力。

3.     緩衝作用基本上包含三方勢力:一、需要被調節的強酸或強鹼物質。二、緩衝物質,也就是弱酸與它的鹽類,或弱鹼與它的鹽類。三、水。

4.     需要被緩衝的物質一加入緩衝液之後,很快地就會被緩衝溶液操控成想要的酸鹼度,因此,研究清楚緩衝物質與水的關係,是十分重要的準備工作。這就好像在在赤壁大戰之前,必須先考慮諸葛亮與周瑜如何合作的問題。

5.     要製造緩衝液,必須要瞭解緩衝液的性質,我們有四個角度可以分析。緩衝溶液的酸鹼變化是依據它的自然特質而來,到底有哪些自然的特質呢?以弱酸HA緩衝溶液為例說明:

一、    弱酸會在碰撞中解離出質子與負離子,弱酸的解離平衡方程式:

HA(aq)←→H+(aq) + A(aq)

二、    水會在碰撞中解離出質子與氫氧根離子,水的解離平衡方程式:

H2O(l) ←→H+(aq) + OH(aq)

三、    緩衝溶液是電中性的,依據電荷平衡理論,鹽類、酸、水解離出來的正離子會等於負離子:

[Na+]+[H+][A]+[OH]

四、    緩衝溶液中不論有多少化學變化,只要沒有額外添加或減少任何物質,反應前後物質的質量應該是一樣的。所以反應前「負離子A和「酸分子HA的濃度總和,應該跟反應後的「負離子A和「酸分子HA濃度總和是一樣的,只是分分合合的比例不同:

[A]0+[HA]0[HA] +[A]

6.     要確定緩衝液有沒有效果,必須計算它的酸鹼值,所以要利用酸的平衡常數,來求質子的濃度。

7.     酸的平衡常數由三個因素組成:1.酸分子的濃度[HA]2.質子濃度[H+]3.負離子濃度[A]。用緩衝液的四個天然特性,重新定義這三種物質濃度,就得到精密嚴謹的酸的平衡常數公式,透過公式即可計算出質子濃度[H+]、緩衝液的pH值。

8.     為什麼要計算緩衝液的pH值?知道緩衝液的pH值,就可以準確預估少量的強酸或強鹼被放進緩衝溶液後,pH值大約會是多少,也就是預知緩衝的結果。

9.     一個國家如果「行政、立法、司法」三權都由一個政黨控制,那就是獨裁政治,一黨獨大這絕對會造成軍公教人員貪腐、沒有行政效率、刑求逼供、踐踏百姓的人權,這是鐵律。

10.  要避免獨裁政治,就需要反對黨與充分自由的新聞媒體,它們就是政治權貴的「緩衝液」,逼使政治結構形成行政、立法、司法三權分立,相互制衡。新聞媒體主要的工作是反映弱勢者的民意,結合社會的力量來對抗權貴階級;反對黨的作用就是揭發一切軍公教貪腐、無能等種種行政疏失

11.  只有「政治緩衝液」充分發揮功能的時候,才能夠逼迫權貴階級負責任、講信用、維護社會的公平與正義。緩衝液包含緩衝物質與水,同樣地,政治緩衝液包含有道德感、有學術高度的反對黨,以及充分反應民意的新聞媒體

12.  要製造緩衝液,必須要瞭解緩衝液的性質,我們有四個角度可以分析:酸的解離平衡、水的解離平衡、電荷平衡和反應前後質量守恆。

13.  政治緩衝液,能不能正常運作,也包含四點:一、國民的平均知識水準有沒有不斷地提升。二、反對黨與學術界有沒有充分地合作與競爭。三、新聞媒體之間能不能彼此相互競爭監督?四、各領域的學者有沒有與世界各領域的大師結為知己?以上四點缺少一點,就會造成社會思想鎖國,執政黨擺爛、敷衍了事、GMP失效失信……

14.  要確定緩衝液有沒有效果,必須計算它的酸鹼值,所以要利用酸的平衡常數。政治緩衝液有沒有效果?那就看1.執政黨有沒有確實讓行政效率通過國際ISO認證?2.政府所有的法令是不是都能夠符合「世界人權宣言」?3.能不能不斷地培養出世界級的台灣之光4.台灣的自然生態保護、永續經營的能力是不是世界第一?

15.  目前來看,台灣的反對黨以及新聞媒體是不及格的,所以它造成執政黨的執政能力不及格。執政黨無能最主要的原因就是,反對黨沒有知識水準,新聞媒體沒有獨立思考能力並且不能充分為社會弱勢伸張正義

16.  計算緩衝液的pH值,就可以預知緩衝的結果。社會大眾一定要瞭解一個因果關係,執政黨會昏庸無能,一定是因為反對黨弱智無知,加上媒體主管沒有知識程度;反對黨功能效率不彰,一定是因為執政黨握有大筆的「不正義黨產」,造成政黨競爭不公平,並且花錢收買新聞媒體。從全世界所有的國家來看,這就是鐵律。

17.  執政黨官員如果無知,政黨間就不可能理性辯論;反對黨如果無知,政黨間也不可能理性辯論;新聞媒體主管如果無知,政黨間也不可能理性辯論。只有百姓、執政黨、反對黨、新聞媒體四方同時都擁有高知識程度,社會才有可能理性辯論,創造有效率的公民社會。知識就是力量。

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