다음의 조건하에 있는 Zn/Cu 전지의 전위를 25℃에서 계산하면? (… | [화학분석기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[화학분석기사 필기] 18년 2회차

다음의 조건하에 있는 Zn/Cu 전지의 전위를 25℃에서 계산하면? (단,  $E^\circ_{\mathrm{Cu^{2+}/Cu}} = 0.34\,\mathrm{V}, \quad E^\circ_{\mathrm{Zn^{2+}/Zn}} = -0.76\,\mathrm{V}$  이다.)
 $\mathrm{Zn(s)} \mid \mathrm{Zn^{2+}}\,(0.05\ \mathrm{M}) \parallel \mathrm{Cu^{2+}}\,(0.030\ \mathrm{M}) \mid \mathrm{Cu(s)}$

1.06V

1.63V

2.12V

3.18V

해설

표준전지전위는 환원이 일어나는 Cu 전극과 산화가 일어나는 Zn 전극의 표준환원전위 차이로,  $E^\circ_{cell} = 0.34 - (-0.76) = 1.10\,\mathrm{V}$ 이다.
두 이온의 농도가 표준상태(1M)가 아니므로 네른스트 식  $E = E^\circ_{cell} - \dfrac{0.0592}{n}\log\dfrac{[\mathrm{Zn^{2+}}]}{[\mathrm{Cu^{2+}}]}$ 로 보정한다. 전자 수 n은 2이고 산화된 쪽인 Zn2+의 농도가 Cu2+보다 크므로 로그항이 양수가 되어, 실제 전지 전위는 표준전지전위 1.10V보다 조금 낮아진다.
따라서 답은 1.10V보다 약간 작은 값이어야 하며, 나머지 보기는 모두 1.10V에서 크게 벗어나므로 1.06V가 정답이 된다.

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