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1[화학분석기사 필기] 22년 2회차

적하 수은 전극에서 아래의 산화 환원 반응이 가역적으로 일어나며 pH 2.5인 완충 용액에서 반파 전위(E_1/2)가 –0.35V라면, pH 7.0인 용액에서의 반파 전위(E_1/2; V)는?
 $\mathrm{Ox} + 4\mathrm{H^+} + 4\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{Red}$

-0.284

-0.416

-0.615

-0.763

해설

pH 7.0에서의 반파 전위는 –0.615V이다.
Ox + 4H⁺ + 4e⁻ ⇌ Red 반응에서 네른스트식은
 $E = E^0 - \frac{0.0592}{4}\log\frac{[Red]}{[Ox][H^+]^4}$ 
형태이며, H⁺에 대한 의존항만 분리하면
 $E_{1/2} = (\text{상수}) - \frac{0.0592 \times 4}{4}\text{pH} = (\text{상수}) - 0.0592\,\text{pH}$ 
가 된다.
pH 2.5에서 –0.35V이므로 상수항은
 $-0.35 + 0.0592 \times 2.5 = -0.35+0.148=-0.202\,V$ 
pH 7.0에서는
 $E_{1/2} = -0.202 - 0.0592\times7.0 = -0.202-0.4144=-0.616\,V$ 
로, 약 –0.615V가 된다.

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