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1[화학분석기사 필기] 16년 2회차
다음 반쪽 반응에 대해 Nernst식을 이용하여 pH=3.00이고 P(AsH3)=1.00mbar일 때 반쪽 전지 전위 E를 구하면 몇 V인가?
As(s)+3H++3e−⇌AsH3(g), E∘=−0.238 V\mathrm{As(s)} + 3\mathrm{H^+} + 3\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{AsH_3(g)},\ E^\circ = -0.238\,\mathrm{V}
1
-0.592
2
-0.415
3
-0.356
4
-0.120
해설

반쪽전지 전위 E는 약 -0.356V이다.

반쪽반응 As(s)+3H++3e−⇌AsH3(g)\mathrm{As(s)} + 3\mathrm{H^+} + 3\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{AsH_3(g)}는 As(s)의 활동도가 1이므로 Nernst식이
E=E∘−0.059163log⁡PAsH3[H+]3E = E^{\circ} - \dfrac{0.05916}{3}\log\dfrac{P_{\mathrm{AsH_3}}}{[\mathrm{H^+}]^3}
로 쓰인다.

pH=3.00에서 [H+]=10−3 M[\mathrm{H^+}] = 10^{-3}\,\mathrm{M}이고, AsH3의 분압 1.00 mbar는 1.00×10−3 bar1.00\times10^{-3}\,\mathrm{bar}이므로 이를 대입하면
PAsH3[H+]3=106\dfrac{P_{\mathrm{AsH_3}}}{[\mathrm{H^+}]^3} = 10^{6}
이 되고,
E=−0.238−0.059163×6≈−0.356 VE = -0.238 - \dfrac{0.05916}{3}\times 6 \approx -0.356\,\mathrm{V}
로 계산된다.

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