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다음 반쪽전지의 전극전위는 얼마인가?\mathrm{HCl}(3.12\,… | [화학분석기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화학분석기사 필기] 16년 1회차
다음 반쪽전지의 전극전위는 얼마인가?
HCl(3.12 M)∣H2(0.920 atm)∣Pt\mathrm{HCl}(3.12\,\mathrm{M}) \mid \mathrm{H_2}(0.920\,\mathrm{atm}) \mid \mathrm{Pt}
1
0.0303V
2
0.0313V
3
0.333V
4
-0.0314V
해설

이 반쪽전지의 전극전위는 약 0.0303V이다.

백금 전극에서 일어나는 반쪽반응은 2H++2e−⇌H2(g)2\mathrm{H^+} + 2\mathrm{e^-} \rightleftharpoons \mathrm{H_2(g)}이며 표준환원전위는 정의상 0V이므로, Nernst식은
E=0−0.059162log⁡PH2[H+]2E = 0 - \dfrac{0.05916}{2}\log\dfrac{P_{\mathrm{H_2}}}{[\mathrm{H^+}]^2}
로 쓸 수 있다.

HCl이 강산으로 완전히 해리한다고 보면 [H+]=3.12 M[\mathrm{H^+}] = 3.12\,\mathrm{M}, PH2=0.920 atmP_{\mathrm{H_2}} = 0.920\,\mathrm{atm}이며, 대입하면 0.920(3.12)2≈0.0945\dfrac{0.920}{(3.12)^2} \approx 0.0945이고 log⁡(0.0945)≈−1.025\log(0.0945) \approx -1.025이므로
E≈0.0303 VE \approx 0.0303\,\mathrm{V}
로 계산된다.

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