113年:藥學二(第1次)

下列何者是電化學電池的電位差計算公式?

AEcell = E0 – log[(Ecathode + Eanode)/2]
BEcell = E0 + log[(Ecathode + Eanode)/Eanode]
CEcell = Eanode – Ecathode
DEcell = Ecathode – Eanode

詳細解析

本題觀念:

本題考查的是電化學 (Electrochemistry)電池電位 (Cell Potential, EcellE_{cell}) 的計算基礎。核心概念涉及:

  1. 標準還原電位 (Standard Reduction Potential, EE^\circ) 的定義與應用。
  2. 陽極 (Anode)陰極 (Cathode) 的反應特性。
  3. 國際純化學和應用化學聯合會 (IUPAC) 的符號慣例。

選項分析

在電化學中,計算電池電位差的標準做法是使用半電池的還原電位

  • 陽極 (Anode):發生氧化反應 (Oxidation)。
  • 陰極 (Cathode):發生還原反應 (Reduction)。

根據 IUPAC 慣例,標準電極電位表列出的數值皆為還原電位

  • 選項 A: Ecell=E0log[(Ecathode+Eanode)/2]E_{cell} = E_0 – \log[(E_{cathode} + E_{anode})/2]

    • 錯誤。此公式形式類似能斯特方程式 (Nernst equation) 的對數項,但內容完全錯誤。能斯特方程式是用於非標準狀態下的電位計算,且對數項內應為反應商 (QQ),而非電位的算術平均。
  • 選項 B:

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