다음은 각 환원반응과 표준환원전위이다. 이것으로부터 예측한 다음의 현상… | [화공기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 18년 2회차
다음은 각 환원반응과 표준환원전위이다. 이것으로부터 예측한 다음의 현상 중 옳은 것은?
- Fe2+ + 2e → Fe , E° = −0.447V
- Sn2+ + 2e → Sn , E° = −0.138V
- Zn2+ + 2e → Zn , E° = −0.667V
- O2 + 2H2O + 4e → 4OH− , E° = 0.401V
1
철은 공기 중에 노출 시 부식되지만 아연은 공기 중에서 부식되지 않는다.
2
철은 공기 중에 노출 시 부식되지만 주석은 공기 중에서 부식되지 않는다.
3
주석과 아연이 접촉 시에 주석이 우선적으로 부식된다.
4
철과 아연이 접촉 시에 아연이 우선적으로 부식된다.
해설
표준환원전위가 더 낮은(더 음인) 금속이 먼저 산화되므로, 철과 아연이 접촉하면 아연이 우선적으로 부식된다.
제시된 값은 Fe2+/Fe = −0.447V, Sn2+/Sn = −0.138V, Zn2+/Zn = −0.667V 다. 환원전위가 낮을수록 환원되기 어렵고 반대로 산화(부식)되기 쉽다.
세 금속 중 아연이 −0.667V 로 가장 낮으므로 철과 접촉하면 아연이 희생양극(anode)이 되어 먼저 녹고 철은 보호된다. 아연도금(갈바나이징)으로 철을 보호하는 원리가 바로 이것이다.
- 주석(−0.138V)은 아연(−0.667V)보다 환원전위가 높으므로, 둘이 접촉하면 주석이 아니라 아연이 부식된다.
- 공기 중 산소의 환원반응 O2 + 2H2O + 4e → 4OH− 는 +0.401V 로 세 금속보다 모두 높아, 아연과 주석도 공기 중에서 산화될 수 있다.
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