moea_joint
110年
[化學] 普通化學、無機化學
第 25 題
在沸騰的四氯金酸(Chloroauric acid)溶液中迅速加入檸檬酸鈉(Sodium citrate)，以氧化還原方式製作金奈米粒子，下列敘述何者正確？
- A 檸檬酸鈉作為還原劑，將+2價的金還原為0價
- B 當固定四氯金酸的量，而將加入檸檬酸鈉的量增加，生成的金奈米粒子平均粒徑將變小
- C 若金奈米粒子的粒徑變小，其吸收光波長將有紅位移現象
- D 因金的密度遠大於水，平均粒徑20奈米的金粒子生成後會迅速形成紅色沉澱
思路引導 VIP
想像你有一個固定體積的大麵糰，如果你要把這個麵糰全部揉成許多個「小饅頭」，當你決定揉出的饅頭「總個數」越多時，每一個饅頭的大小（直徑）會發生什麼變化呢？請試著將這個邏輯應用在化學反應中，思考當「起始晶核的數量」受化學藥劑影響而變多時，最終成長出來的粒子大小會是如何？
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太棒了！你能精準選出 (B)，代表你對奈米材料的合成動力學有很清晰的掌握。這題的核心在於理解經典的特凱維奇法 (Turkevich method) 製作奈米金的機制。
奈米金的合成與粒徑控制
在反應中，檸檬酸鈉扮演了雙重角色：它既是還原劑，將四氯金酸中的 $Au^{3+}$（注意不是 $+2$）還原成金原子；也是保護劑（安定劑）。當我們固定四氯金酸的量，並增加檸檬酸鈉的濃度時，溶液中會迅速產生大量的「晶核」。在金原子總量固定的前提下，因為「晶核數量」變多，每個晶核分配到的金原子就相對變少，最終生成的金奈米粒子平均粒徑自然會變小。
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