地特四等申論題
108年
[環境檢驗] 分析化學概要
第 二 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：
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 (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）
思路引導 VIP
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。
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）
思路引導 VIP
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。
pH對氧化還原之影響
💡 利用能士特方程式推導特定 pH 環境下的條件還原電位。
🔗 能士特方程式化簡流程
- 1 半反應平衡 — 確認轉移電子數 n 與 H+ 係數
- 2 列出能士特式 — E = Eo - (0.0592/n) log Q
- 3 對數分離 — 將 pH 相關項從 log Q 中拆解
- 4 常數代入 — 代入已知 pH 算出條件還原電位
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🔄 延伸學習：延伸學習：了解電位隨 pH 變化的線性關係，可用於繪製 Pourbaix 圖。
