111年:藥學二(第1次)

以酸鹼滴定分析順丁烯二酸( pKa 1.85, 6.05)和反丁烯二酸( pKa 3.03, 4.44),其滴定曲線依序各有多少個明顯彎曲?

A1;1
B1;2
C2;1
D2;2

詳細解析

本題觀念:

本題考查的核心觀念是多質子酸(Polyprotic Acids)的酸鹼滴定曲線特性,特別是結構異構物(順式與反式)對 pKapK_a 差異的影響,以及判定滴定曲線上出現「明顯轉折點」(Inflection points / Breaks)的條件。

判斷多質子酸滴定曲線上有幾個明顯轉折點的通則是: 對於二質子酸 H2AH_2A,若要觀察到兩個分開且明顯的當量點(轉折點),其兩階段解離常數的 pKapK_a 差值通常需 ΔpKa4\Delta pK_a \ge 4(或 Ka1/Ka2104K_{a1}/K_{a2} \ge 10^4)。

  • ΔpKa\Delta pK_a 足夠大,第一與第二當量點分開,會出現 2 個轉折點。
  • ΔpKa\Delta pK_a 太小(例如 <3.54< 3.5 \sim 4),兩階段解離重疊,第一當量點不明顯,僅能觀察到第二當量點(完全中和),故只會出現 1 個明顯轉折點。

選項分析

  • 順丁烯二酸 (Maleic acid, Cis-isomer)
    • 結構為順式,兩個羧基(-COOH)位於雙鍵同側。
    • 化學特性:解離出第一個質子後,留下的羧酸根負離子(COOCOO^-)與另一個未解離的羧基(-COOH)之間會形成分子內氫鍵(Intramolecular hydrog

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