백금 환원전극을 사용하여 용액 안에 있는 Sn4+ 이온을 Sn2+ 이온… | [화학분석기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화학분석기사 필기] 18년 1회차

백금 환원전극을 사용하여 용액 안에 있는 Sn⁴⁺ 이온을 Sn²⁺ 이온으로 5.00mmol/h의 일정한 속도로 환원시키려고 한다. 이 전극에 흘려야 하는 전류는 약 몇 mA인가? (단, 패러데이 상수 F = 96500C/mol 이고, Sn의 원자량은 118.7이며 다른 산화-환원과정은 일어나지 않는다.)

해설

Sn⁴⁺ 한 개가 Sn²⁺로 환원되려면 전자 2개가 필요하다. 환원 속도 5.00mmol/h를 초당 몰수로 바꾸면  $\dfrac{5.00\times10^{-3}\,\mathrm{mol}}{3600\,\mathrm{s}} \approx 1.389\times10^{-6}\,\mathrm{mol/s}$ 이다.
전류는  $I = nF\left(\dfrac{dN}{dt}\right) = 2 \times 96500\,\mathrm{C/mol} \times 1.389\times10^{-6}\,\mathrm{mol/s} \approx 0.268\,\mathrm{A} = 268\,\mathrm{mA}$ 로 계산된다.
Sn의 원자량은 질량이 주어졌을 때 몰수로 환산하는 데 쓰이는 값인데, 이 문제에서는 속도가 이미 몰 단위(mmol/h)로 주어져 있어 사용되지 않는다.

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