오른쪽 Cell 0.5 M ZnCl2 왼쪽 Cell 0.01 M Cd(NO3)2

오른쪽 Cell 0.5 M ZnCl2 왼쪽 Cell 0.01 M Cd(NO3)2

 

 

오른쪽 Cell에는 활동도가 0.5 M인 ZnCl2(aq)가,

왼쪽 Cell에는 활동도가 0.01 M인 Cd(NO3)2(aq)가

있는 전지에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

 

Cd^2+ + 2e^- → Cd(s) ... E° = –0.402 V

Zn^2+ + 2e^- → Zn(s) ... E° = –0.706 V

 

① 전체 전지 전위는 –0.25V 이다.

② 산화 전극의 전위는 0.71V 이다.

③ 환원 전극의 전위는 –0.46V 이다.

④ 자발적으로 반응이 일어나지 않는다.

 

---------------------------------------------------

 

① 전체 전지 전위는 –0.25 V이다.

 

Cd의 표준 환원 전위가 더 크므로,

Cd는 환원되고, Zn은 산화된다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7027 )

 

Cd^2+(aq) + Zn(s) → Cd(s) + Zn^2+(aq)

 

 

 

표준 기전력 계산

E°_cell = E°_red(환원전극) – E°_red(산화전극)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4558 )

 

= (–0.402) – (–0.706)

= +0.304 V

 

 

 

Nernst 식

E = E° – (0.0592 V / n) × logQ

= E° – (0.0592 V / n) × log([생성물]/[반응물])

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2900 )

 

= (+0.304) – (0.0592 / 2) × log(0.5 / 0.01)

= +0.254 V

 

 

 

 

② 산화 전극의 전위는 0.71 V이다.

 

Ox + ne^- → Red

Zn^2+ + 2e^- → Zn(s) ... E° = –0.706 V

 

E = E° – (0.0592 V / n) log([Red]/[Ox])

= (–0.706) – (0.0592 / 2) log(1 / 0.5)

= –0.715 V

( 참고 https://ywpop.tistory.com/23091 )

 

 

 

 

③ 환원 전극의 전위는 –0.46V 이다.

 

Ox + ne^- → Red

Cd^2+ + 2e^- → Cd(s) ... E° = –0.402 V

 

E = E° – (0.0592 V / n) log([Red]/[Ox])

= (–0.402) – (0.0592 / 2) log(1 / 0.01)

= –0.461 V

 

 

 

 

④ 자발적으로 반응이 일어나지 않는다.

 

①에서, E = +0.254 V 이므로,

 

또는 ③ – ②

= (–0.461) – (–0.715) = +0.254 V 이므로,

 

자발적으로 반응이 일어난다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/10066 )

 

 

 

 

답: ③ 환원 전극의 전위는 –0.46V 이다.

 

 

 

 

[키워드] 네른스트 기준문서, 네른스트 사전, 전기 화학 종합 문제 기준문서