專技高考-醫事檢驗師生物化學與臨床生化學107 年第 26 題單選題
酸鹼緩衝液(pKa=7.1),在下列何種條件下有最佳之緩衝能力?
ApH=5.7
BpH=6.7正確答案
CpH=8.5
DpH=9.2
B正確答案
緩衝能力在 pH 最接近 pKa 時最強,pKa=7.1,故 pH=6.7 最佳。
為什麼答案是 B
pH=6.7 與 pKa=7.1 僅差 0.4,最接近 pKa。此時酸式與鹼式濃度比接近 1:1,能同時中和加入的酸與鹼,緩衝能力最佳。
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完整詳解
Pro · 無限重點 緩衝能力在 pH 最接近 pKa 時最強,pKa=7.1,故 pH=6.7 最佳。
找跟 pKa 數值最近的 pH 即可。|6.7−7.1|=0.4,是四個選項中差距最小者。
逐選項分析
A✕
pH=5.7 與 pKa 相差 1.4,已超出最佳緩衝範圍(pKa±1),此時酸式型態遠多於鹼式型態,緩衝能力不足。
B✓ 正確
pH=6.7 與 pKa=7.1 僅差 0.4,最接近 pKa。此時酸式與鹼式濃度比接近 1:1,能同時中和加入的酸與鹼,緩衝能力最佳。
C✕
pH=8.5 與 pKa 相差 1.4,鹼式型態遠多於酸式型態,對抗加入酸的能力雖好但整體緩衝能力下降,非最佳。
D✕
pH=9.2 與 pKa 相差超過 2,幾乎全為鹼式型態,已喪失有效緩衝能力,是四個選項中差距最大者。
緩衝能力與 pH-pKa 差距關係
| 選項 | pH | |pH−pKa| | 緩衝能力 |
|---|
| A | 5.7 | 1.4 | 弱 |
| B | 6.7 | 0.4 | 最佳 |
| C | 8.5 | 1.4 | 弱 |
| D | 9.2 | 2.1 | 幾乎無 |
本題核心是 Henderson-Hasselbalch 方程式:pH=pKa+log([A⁻]/[HA])。最佳緩衝點在 pH=pKa(比例 1:1),有效範圍約 pKa±1。陷阱在於誘導考生忽略「最接近 pKa」原則,僅看數值大小或被中性 pH 7 干擾。