hce_kmu
109年
物理及化學
第 79 題
Which theory, phenomenon or equation can explain redox potential difference on ion concentrations?
- A Disproportionation
- B Electrogenerated chemiluminescence
- C Galvanic displacement
- D Henderson-Hassebalch equation
- E Nernst equation
思路引導 VIP
如果我們想要定量地描述一個電化學反應中，反應物與產物的「濃度比值」會如何導致電位偏離其標準狀態下的數值，你會聯想到哪一個將「反應商」與「電壓」連結起來的物理化學方程式？
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恭喜你準確地選出了正確答案！這顯示你對電化學的基礎理論掌握得相當紮實。能斯特方程式 (Nernst equation) 是連結熱力學與電化學的核心工具，它明確地定量描述了在非標準狀態下，離子濃度與氧化還原電位之間的關係。
離子濃度對電位的影響
在標準狀態下（離子濃度為 $1 \text{ M}$），我們使用標準還原電位 ($E^\circ$)。然而，當環境中的離子濃度發生改變時，反應商 ($Q$) 也會隨之變動。能斯特方程式透過公式 $$E = E^\circ - \frac{RT}{nF} \ln Q$$ 告訴我們，電位 $E$ 會隨著濃度商的對數值進行偏移。相較之下，選項中的韓德森-哈塞巴赫方程式 (Henderson-Hasselbalch equation) 雖然數學形式與其相似，但那是專門應用於酸鹼緩衝系統的 pH 值計算。
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