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

 

 

 

cell diagram

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

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3072 )

 

 

 

표준 환원 전위

> Cu^2+/Cu ... E° = +0.337 V

> Ag^+/Ag ... E° = +0.799 V

 

 

 

표준 기전력

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

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4558 )

 

 

 

> 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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반응형

 

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)

---> n = 2

 

 

 

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

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

 

 

 

Nernst equation

E = E° – (0.0592 V / n) logQ

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2900 )

 

= (–0.462) – (0.0592 / 2) log(0.05)

= –0.42349 V

 

 

 

답: –0.423 V

 

 

 

 

[참고]

Nernst equation

E = E° – (RT / nF) lnQ

= (–0.462) – ([8.314×298.15] / [2×96485]) ln(0.05)

= –0.42352 V

= –0.424 V

 

> R = 8.314 J/mol•K (gas constant)

> T = 298.15 K

> F = 96485 J/V•mol (Faraday constant)

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.blogspot.com/2024/06/cus-cu210-4-m-ag10-3-m-ags.html ]

전지 Cu(s) | Cu^2+(1.0×10^(-4) M) || Ag^+(1.0×10^(-3) M) | Ag(s)

E° = 0.46 V의 E_cell을 구하라.

 

 

 

[키워드] 네른스트 기준, redox Cu + 2Ag^+ → Cu^2+ + 2Ag, cell Cu + 2Ag^+ → Cu^2+ + 2Ag, redox Cu^2+ + 2Ag → Cu + 2Ag^+, cell Cu^2+ + 2Ag → Cu + 2Ag^+