108年:藥學二(第2次)

檸檬 酸( citric acid )的 3個pKa 值分別為 3.06 、4.74 及5.40 ,其緩衝之 pH 範圍下列何者最適當?

A2.06 ~4.06
B3.06 ~5.40
C2.06 ~6.40
D4.40 ~6.40

詳細解析

本題觀念:

多質子酸(polyprotic acid)的緩衝範圍由每個 pKa 值決定。根據 Henderson-Hasselbalch 方程式,緩衝有效範圍為 pKa±1\text{pKa} \pm 1,即每個 pKa 附近各 ±1 pH 單位。本題考的是三質子酸檸檬酸(pKa₁ = 3.06、pKa₂ = 4.74、pKa₃ = 5.40)的整體緩衝 pH 範圍。

選項分析

Henderson-Hasselbalch 方程式: pH=pKa+log[A][HA]\text{pH} = \text{pK}_a + \log\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}

每個 pKa 的有效緩衝範圍為 pKa1pKa+1\text{pK}_a - 1 \sim \text{pK}_a + 1

  • pKa₁ = 3.06:有效範圍 2.064.062.06 \sim 4.06
  • pKa₂ = 4.74:有效範圍 3.745.743.74 \sim 5.74
  • pKa₃ = 5.40:有效範圍 4.406.404.40 \sim 6.40

三個緩衝範圍相互重疊,合併後整體覆蓋:2.066.402.06 \sim 6.40

(A) 2.06~4.06 僅涵蓋第一個 pKa₁ 的緩衝範圍,未考慮 pKa₂ 和 pKa₃。❌ 不完整。

(B) 3.06~5.40 是三個 pKa 值本身的最小到最大,並非

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