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地特四等申論題 108年 [環境檢驗] 分析化學概要

第 一 題

📖 題組:
考慮氧化還原對 C2H2/C2H4之標準還原電位為 E o C2H2/C2H4 = 0.731 V:
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

請寫出其平衡後之還原半反應式,並寫出相關半反應式之能士特(Nernst)表示式。(10 分)

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面對半反應平衡題,首先判定氧化態與還原態,依序平衡主原子、氧原子、氫原子(添加 H⁺),最後用電子(e⁻)平衡電荷。寫能士特方程式時,需準確找出轉移電子數 (n),並將產物與反應物的活度(氣體用分壓、離子用濃度)正確代入反應商 (Q) 中。

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【解題思路】利用質量平衡與電荷平衡原則推導還原半反應式,並依據反應商與轉移電子數代入能士特方程式 (Nernst Equation)。 【詳解】 一、平衡後之還原半反應式

小題 (二)

當 pH = 7.00 時,請簡化能士特(Nernst)表示式為 C2H2/C2H4 含量表示式。(10 分)

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解題核心在於寫出正確的還原半反應式,以確定轉移電子數(n=2)與參與的質子數(2H⁺)。接著套用能士特方程式(Nernst equation),利用對數性質將 pH 變數獨立出來,代入 pH=7.00 算出條件還原電位(Formal potential),即可將原式大幅簡化為僅受 C2H2/C2H4 含量影響的關係式。

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【解題思路】寫出還原半反應式以確立轉移電子數(n)與氫離子(H⁺)參與量,隨後代入 25℃ 下的能士特方程式,並引入 pH=7.00 條件計算條件還原電位(Formal potential)進行化簡。 【詳解】 已知:

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