有一 Ka ＝10⁻⁵的酸性指示劑，其未解離型（ HIn ）為紅色，而解離型為黃色，當溶液之 pH ＝8時，呈現何種顏色？

本題觀念：

酸鹼指示劑（acid-base indicator）是一種弱酸，其未解離型（HIn）與解離型（In⁻）呈現不同顏色。當溶液 pH 改變時，兩種形式的比例隨之改變，溶液顏色也隨之轉變。本題利用 Henderson-Hasselbalch 方程式計算在特定 pH 下的 HIn/In⁻ 比例，進而判斷顏色。

選項分析

解題計算過程：

已知條件：

• $K_a = 10^{-5}$，故 $\text{p}K_a = 5$
• 未解離型（HIn）= 紅色
• 解離型（In⁻）= 黃色
• 溶液 pH = 8

代入 Henderson-Hasselbalch 方程式：

$\text{pH} = \text{p}K_a + \log\frac{[\text{In}^-]}{[\text{HIn}]}$

$8 = 5 + \log\frac{[\text{In}^-]}{[\text{HIn}]}$

$\log\frac{[\text{In}^-]}{[\text{HIn}]} = 3$

$\frac{[\text{In}^-]}{[\text{HIn}]} = 10^3 = 1000$

即在 pH 8 時，解離型（黃色）的濃度是未解離型（紅色）的 1000 倍。依據指示劑變色原理，當 $[\text{In}^-]/[

...（解析預覽）...