109年:藥學二(第2次)

以1 N氫氧化鈉滴定稀磷酸之含量測定中,下列何者為最適當之指示劑?

Amethyl orange
Bmethyl red-methylene blue
Cphenolphthalein
Dthymolphthalein

詳細解析

本題觀念:

本題考點為多質子酸的酸鹼滴定指示劑選擇,特別是針對藥典中磷酸(Phosphoric Acid, H3PO4H_3PO_4)及其稀釋液的含量測定方法。

磷酸為三質子酸,其解離常數分別約為 pKa12.1pK_{a1} \approx 2.1pKa27.2pK_{a2} \approx 7.2pKa312.3pK_{a3} \approx 12.3。 在使用強鹼(如 NaOH)進行滴定時,會出現兩個明顯的當量點(Equivalence Point):

  1. 第一當量點:生成 H2PO4H_2PO_4^-,pH 值約為 pKa1+pKa224.6\frac{pK_{a1}+pK_{a2}}{2} \approx 4.6
  2. 第二當量點:生成 HPO42HPO_4^{2-},pH 值約為 pKa2+pKa329.7\frac{pK_{a2}+pK_{a3}}{2} \approx 9.7
  3. 第三當量點因 Ka3K_{a3} 太小(酸性極弱),且 pH 值過高接近強鹼滴定液本身,故在水溶液中無法直接觀察到明顯轉折,不適合作為滴定終點。

選項分析

  • (A) Methyl orange (甲基橙)
    • 變色範圍約 pH 3.1~4.4。
    • 雖然可用於指示磷酸的第一當量點(pH ~4.6),但中華藥典規範的稀磷酸含量測定是滴定至第二當量點,以獲得較準

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