民國114年 地方三等 環境檢驗 分析化學
第3題
碘化鉛(PbI2)主要用於製備鈣鈦礦太陽能電池的關鍵前驅體,也用於光 電材料和感光乳劑。請回答下列問題:(每小題5 分,共20 分) 若PbI2(s)
題目
碘化鉛(PbI2)主要用於製備鈣鈦礦太陽能電池的關鍵前驅體,也用於光 電材料和感光乳劑。請回答下列問題:(每小題5 分,共20 分) 若PbI2(s)
參考解答(AI 生成,非官方)
- 一、先以濃度近似求溶解度:PbI2(s)⇌Pb²⁺+2I⁻,設莫耳溶解度為s,則[Pb²⁺]=s、[I⁻]=2s,Ksp=s(2s)²=4s³=4.0×10⁻⁹,得s³=1.0×10⁻⁹,s=1.0×10⁻³ M。離子強度(ionic strength, μ)=½Σciz²i=½(s×4+2s×1)=3s=3.0×10⁻³ M。
- 二、活性係數內插:以μ=0.003在0.001與0.005之間線性內插,權重=(0.003-0.001)/(0.005-0.001)=0.5。γ(Pb²⁺)=0.867-0.5×(0.867-0.742)=0.805;γ(I⁻)=0.964-0.5×(0.964-0.925)=0.945。離子電荷愈高,γ愈偏離1。
- 三、考慮活性求濃度:Ksp=γ(Pb²⁺)[Pb²⁺]·γ(I⁻)²[I⁻]²=γ(Pb²⁺)γ(I⁻)²·4s³。γ(Pb²⁺)γ(I⁻)²=0.805×0.945²=0.718,故4s³=4.0×10⁻⁹/0.718=5.57×10⁻⁹,s³=1.39×10⁻⁹,s=1.12×10⁻³ M,即[Pb²⁺]=1.12×10⁻³ M、[I⁻]=2.23×10⁻³ M。
- 四、再算離子強度與迭代:μ=3s=3.4×10⁻³ M,與原先假設的0.003 M略有差異,宜以新μ重新內插(γ(Pb²⁺)≈0.794、γ(I⁻)≈0.941)再算,得s≈1.12×10⁻³ M、μ≈3.4×10⁻³ M後收斂。考慮活性後溶解度較理想值增大约12%,因離子間靜電屏蔽使有效濃度下降。
AI 依官方試題文字產生的參考解答,非考選部公告答案,內容僅供備考參考。