Cd | Cd 2 + (0.0100M) ∥ Cu 2 + (0.0100M) | Cu전지의 저항이 3.0Ω이라고 가정하고 0.15A 전류를 생성시키려고 할 때 필요한 전위는 약 몇 V인가? (단, Cd 2 + 의 표준환원전위=-0.403V이고, Cu 2 + 의 표준환원전위=0.337V이다.)

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Cd | Cd2+(0.0100M) ∥ Cu2+(0.0100M) | Cu… | [화학분석기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화학분석기사 필기] 15년 1회차

Cd | Cd²⁺(0.0100M) ∥ Cu²⁺(0.0100M) | Cu전지의 저항이 3.0Ω이라고 가정하고 0.15A 전류를 생성시키려고 할 때 필요한 전위는 약 몇 V인가? (단, Cd²⁺의 표준환원전위=-0.403V이고, Cu²⁺의 표준환원전위=0.337V이다.)

0.29

0.37

0.59

0.74

해설

필요한 전위는 약 0.29V이다.
이 전지의 표준전위는 환원전극(구리, +)의 표준환원전위에서 산화전극(카드뮴, -)의 표준환원전위를 뺀 값으로
 $E^{\circ}_{cell}=0.337-(-0.403)=0.740\ \mathrm{V}$ 
Cd²⁺와 Cu²⁺의 농도가 둘 다 0.0100M로 같으므로, 네른스트 식의 로그항이  $\log(1)=0$ 이 되어 열역학적 전지전위 역시  $0.740\ \mathrm{V}$ 로 그대로 유지된다.
0.15A의 전류가 흐르는 동안 내부저항 3.0Ω에 의한 전압강하는
 $IR=0.15\times3.0=0.45\ \mathrm{V}$ 
이며, 전류가 흐를 때 실제로 나타나는 전지의 단자전위는 열역학적 전위에서 이 저항강하를 뺀 값이다.
따라서 구하는 전위는
 $0.740-0.45=0.29\ \mathrm{V}$

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