0.1M의 Fe2+ 50mL를 0.1M의 Tl3+로 적정한다. 반응식과… | [화학분석기사 필기] 14년 1회차 기출문제 상세 페이지

0.1M의 Fe2+ 50mL를 0.1M의 Tl3+로 적정한다. 반응식과 각각의 표준환원전위가 다음과 같을 때 당량점에서 전위(V)는 얼마인가?
$2\mathrm{Fe^{2+}} + \mathrm{Tl^{3+}} \rightarrow 2\mathrm{Fe^{3+}} + \mathrm{Tl^+} \\ \mathrm{Fe^{3+}} + \mathrm{E^-} \rightarrow \mathrm{Fe^{2+}} \quad E^\circ = 0.77\,\mathrm{V} \\ \mathrm{Tl^{3+}} + 2\mathrm{e^-} \rightarrow \mathrm{Tl^+} \quad E^\circ = 1.28\,\mathrm{V}$

0.94

1.02

1.11

1.20

이 적정은 1전자 반응(Fe³⁺/Fe²⁺, n₁=1)과 2전자 반응(Tl³⁺/Tl⁺, n₂=2)이 결합된 비대칭 반응이므로, 당량점 전위는 단순 평균이 아니라 전자수로 가중한 $E_{eq} = \dfrac{n_1 E_1^{\circ} + n_2 E_2^{\circ}}{n_1+n_2}$로 구한다.
값을 대입하면 $E_{eq} = \dfrac{1\times0.77 + 2\times1.28}{1+2} = \dfrac{3.33}{3} = 1.11\,\mathrm{V}$가 된다.