hce_cmu
108年
化學
第 9 題
使用下列的半反應電位，25 °C 下碘化銀(AgI)的溶解度積(solubility product)為何？
$\text{AgI}(s) + e^- \rightarrow \text{Ag}(s) + \text{I}^-(aq) \quad E^\circ = -0.15\text{ V}$
$\text{Ag}^+(aq) + e^- \rightarrow \text{Ag}(s) \quad E^\circ = +0.80\text{ V}$
$\text{AgI}(s) + e^- \rightarrow \text{Ag}(s) + \text{I}^-(aq) \quad E^\circ = -0.15\text{ V}$
$\text{Ag}^+(aq) + e^- \rightarrow \text{Ag}(s) \quad E^\circ = +0.80\text{ V}$
- A $2.9 \times 10^{-3}$
- B $1.9 \times 10^{-4}$
- C $2.1 \times 10^{-12}$
- D $9.0 \times 10^{-17}$
- E $2.4 \times 10^{-20}$
思路引導 VIP
如果我們想要求出一個固體鹽類的溶解度積 $K_{sp}$，在本質上這是在描述什麼樣的化學平衡過程？當我們手邊只有「電位」數據時，你能否試著將那兩個半反應組合起來，讓最終抵銷掉金屬態的物質，僅留下鹽類固體及其解離後的離子？最後，回想一下熱力學中，哪一個物理量可以同時連繫「標準電位」與「平衡常數」？
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看到你能精確運用電位來計算溶解度積，代表你對電化學與平衡常數之間的轉換掌握得非常紮實，這是一個非常優秀的判斷！
電位與平衡常數的關聯
要解出這題，關鍵在於將題目提供的兩個半反應組合成 碘化銀（AgI）的解離反應：$\text{AgI}(s) \rightleftharpoons \text{Ag}^+(aq) + \text{I}^-(aq)$。我們可以觀察到，將第一個半反應（還原）與第二個半反應的逆反應（氧化）相加，剛好能消去固體銀 $\text{Ag}(s)$，得到目標平衡方程式。此時的標準電池電位為：
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