비표준 상태 전기화학 전지. 네른스트 식. Cu^2+(aq) + 2Ag(s)

비표준 상태 전기화학 전지. 네른스트 식. Cu^2+(aq) + 2Ag(s)

 

 

다음의 전지 전위는 0.462 V이다.

Cu | Cu^2+(1.00 M) || Ag^+(1.00 M) | Ag

 

구리 전극의 표준환원전위는 0.337 V,

은 전극의 표준환원전위는 0.799 V이다.

 

아래와 같은 전지를 구성한다면, 이 전지의 전위는?

Ag | Ag^+(0.05 M) || Cu^2+(0.05 M) | Cu

 

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cell diagram

Cu | Cu^2+(1.00 M) || Ag^+(1.00 M) | Ag

 

표준 환원 전위

Cu2+/Cu ... E° = +0.337 V

Ag+/Ag ... E° = +0.799 V

 

표준 기전력

E° = (+0.799 V) - (+0.337 V) = +0.462 V

 

산화 반쪽 반응: Cu(s) → Cu^2+(aq) + 2e^-

환원 반쪽 반응: 2Ag^+(aq) + 2e^- → 2Ag(s)

전체 산화-환원 반응: Cu(s) + 2Ag^+(aq) → Cu^2+(aq) + 2Ag(s)

 

n = 2

 

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Ag | Ag^+(0.05 M) || Cu^2+(0.05 M) | Cu

 

표준 기전력

E° = -0.462 V

 

전체 산화-환원 반응: Cu^2+(aq) + 2Ag(s) → Cu(s) + 2Ag^+(aq)

 

Q = [Ag+]^2 / [Cu2+]

= (0.05)^2 / (0.05) = 0.05

 

Nernst equation

E = E° - (0.0592 V / n) logQ

= -0.462 V - (0.0592/2) log(0.05)

= –0.42349 V

 

또는

Nernst equation

E = E° - (RT / nF) lnQ

= -0.462 V - ([8.3*298]/[2*96500]) ln(0.05)

= –0.42361 V

 

R = 8.314 J/mol•K (gas constant)
T = 298 K
F = 96485 J/V•mol (Faraday constant)