다음은 2 가지 금속과 관련된 반응의 25 ℃에서의 표준 환원 전위(E o )이다. Al 3+ (aq) + 3e - → Al(s) E o = -1.66 V Mg 2+ (aq) + 2e - → Mg(s) E o = -2.37 V 25 ℃에서 반응 2Al 3+ (aq) + 3Mg(s) ⇄ 2Al(s) + 3Mg 2+ (aq)의 표준 자유 에너지 변화(△G o )는? (단, 패러데이 상수 F = a J/Vㆍmol 이다.)

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다음은 2 가지 금속과 관련된 반응의 25 ℃에서의 표준 환원 전위(E… | [변리사 1차] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 17년 1회차

다음은 2 가지 금속과 관련된 반응의 25 ℃에서의 표준 환원 전위(E^o)이다.
Al³⁺(aq) + 3e^- → Al(s)    E^o = -1.66 V
Mg²⁺(aq) + 2e^- → Mg(s)    E^o = -2.37 V
25 ℃에서 반응 2Al³⁺(aq) + 3Mg(s) ⇄ 2Al(s) + 3Mg²⁺(aq)의 표준 자유 에너지 변화(△G^o)는? (단, 패러데이 상수 F = a J/Vㆍmol 이다.)

-0.71 a J/mol

-1.42 a J/mol

-2.13 a J/mol

-3.79 a J/mol

-4.26 a J/mol

해설

전지 전위 +0.71 V와 이동 전자 6 mol을 대입하면 표준 자유 에너지 변화는 −4.26a J/mol이다.
주어진 반응에서 Al³⁺가 환원되고 Mg이 산화되므로
E^o = E^o(환원 쪽) − E^o(산화 쪽) = (−1.66) − (−2.37) = +0.71 V
2Al³⁺ + 3Mg → 2Al + 3Mg²⁺에서 Al 2 mol이 각각 3개의 전자를 받으므로 이동 전자는 n = 6이다.
 $\Delta G^{o} = -nFE^{o} = -6 \times a \times 0.71 = -4.26a\ \mathrm{J/mol}$

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