수소는 물을 전기분해하여 생성시킬 수 있다. 물의 표준생성자유에너지는 △G 0 f =-237.13kJ/mol이다. 표준조건에서 물을 전기분해할 때 필요한 최소 전압은 얼마인가?

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1[화학분석기사 필기] 19년 1회차

수소는 물을 전기분해하여 생성시킬 수 있다. 물의 표준생성자유에너지는 △G⁰_f=-237.13kJ/mol이다. 표준조건에서 물을 전기분해할 때 필요한 최소 전압은 얼마인가?

0.62V

1.23V

2.46V

3.69V

해설

물을 전기분해할 때 필요한 최소 전압은 1.23V이다.
물의 생성반응 H₂O(l) = H₂(g) + ½O₂(g)에서 n=2(물 1mol당 이동하는 전자 수)이고, 표준전지전압과 자유에너지의 관계식은
 $\Delta G° = -nFE°$ 
주어진 값을 대입하면
 $-(-237.13) = 2 \times 96,485 \times E°$ 
이므로
 $E° = \frac{237.13}{2 \times 96,485} = \frac{237.13}{192,970} \approx 1.23\text{ V}$

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