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1[화학분석기사 필기] 20년 2회차
전위차법에서는 전위 측정기(V-meter)와 측정용 전극의 내부저항 크기가 측정 오차를 결정하는 중요한 인자가 된다. 수용액에 용해된 CO2 농도 측정용 막전극(membrane electrode)이 있다. 조건을 갖춘 검액 시료에 이 전극을 넣고 전위를 측정하니 1.00V로 측정되었다. 용액이 나타내는 실제 전위(V)는? (단, 용액의 저항은 5.00Ω, 전극 내부저항은 5.00×107Ω, 측정 장치의 저항은 2.00×108Ω이다.)
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해설

전위 측정기(V-meter)와 전극의 내부저항이 만드는 회로는 전압분배 구조로 볼 수 있다. 측정기 저항과 전극 내부저항, 용액 저항을 모두 더한 전체 저항은 2.00×108+5.00×107+5.00≈2.50×108 Ω2.00\times10^{8}+5.00\times10^{7}+5.00\approx2.50\times10^{8}\ \Omega이며, 5.00Ω의 용액 저항은 나머지 두 저항에 비해 무시할 만큼 작다.

측정기 쪽에 걸리는 전위의 비율은 2.00×1082.50×108=0.800\dfrac{2.00\times10^{8}}{2.50\times10^{8}}=0.800이며, 여기에 측정된 1.00V를 곱하면 1.00×0.800=0.801.00\times0.800=0.80 V가 실제 전위로 계산된다.

전극(특히 막전극)의 내부저항이 측정기 저항에 비해 무시할 수 없을 만큼 크면 측정값에 오차가 커지므로, 전위차법에서는 입력저항이 매우 큰 측정기를 사용해야 한다.

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