네른스트 식. Cu | Cu^2+(0.02 M) || Fe^2+(0.05 M) | Fe

네른스트 식. Cu | Cu^2+(0.02 M) || Fe^2+(0.05 M) | Fe

 

 

다음 전지의 전압(emf)을 계산하라.

Cu | Cu^2+(0.02 M) || Fe^2+(0.05 M) | Fe

단, E°(Cu^2+ / Cu) = 0.337 V

E°(Fe^2+ / Fe) = –0.44 V

 

 

 

[참고] 전지 규약. cell diagram. cell notation

[ https://ywpop.tistory.com/3072 ]

 

Cu | Cu^2+(0.02 M) || Fe^2+(0.05 M) | Fe

왼쪽이 산화 전극이고, 오른쪽이 환원 전극.

---> Cu가 산화되고, Fe가 환원되었다.

 

 

 

[주의] 볼타 전지라면,

즉 자발적 산화-환원 반응이라면,

표준 환원 전위 값이 더 큰 Cu가 환원되고,

Fe가 산화된다.

 

 

 

E°_cell = E°_red(환원전극) – E°_red(산화전극)

= (환원된 물질의 표준환원전위) – (산화된 물질의 표준환원전위)

( 참고: 표준 기전력 https://ywpop.tistory.com/4558 )

 

= (–0.44 V) – (0.337 V)

= –0.777 V

 

 

 

전지 반응식

Cu(s) + Fe^2+(aq) → Cu^2+(aq) + Fe(s)

 

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

= 0.02 / 0.05 = 0.4

 

 

 

Nernst equation. 네른스트 식

E = E° – (0.0592 V / n) × logQ

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2900 )

 

= (–0.777) – (0.0592 / 2) × log(0.4)

= –0.765 V

 

 

 

[참고] E < 0 이므로, 비자발적 반응.

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

 

 

 

답: E = –0.765 V

 

 

 

 

[키워드] 네른스트 기준