0.1 M Zn^2+ 0.01 M Cu^2+ 다니엘 전지 기전력

다니엘 전지의 전지식과,

이와 관련된 반응의 표준 환원 전위(E°)이다.

Zn^2+의 농도가 0.1 M이고, Cu^2+의 농도가 0.01 M인

다니엘 전지의 기전력(V)에 가장 가까운 것은?

(단, 온도는 25℃로 일정하다.)

Zn(s) | Zn2^+(aq) || Cu^2+(aq) | Cu(s)

Zn^2+ + 2e^- → Zn ... E° = –0.76 V

Cu^2+ + 2e^- → Cu ... E° = +0.34 V

① 1.04

② 1.07

③ 1.13

④ 1.16

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▶ cell diagram

Zn | Zn2^+(0.1 M) || Cu^2+(0.01 M) | Cu

▶ 표준 환원 전위

> Cu^2+ + 2e^- → Cu ... E° = +0.34 V

> Zn^2+ + 2e^- → Zn ... E° = –0.76 V

▶ 표준 기전력 계산

E°cell = E°red(환원전극) – E°red(산화전극)

= (환원된 물질의 표준환원전위) – (산화된 물질의 표준환원전위)

= +0.34 – (–0.76) = +1.10 V

▶ 전체 산화-환원 반응 (전지 반응)

Zn(s) + Cu^2+(aq) → Zn^2+(aq) + Cu(s)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2820 )

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

= (0.1) / (0.01) = 10

▶ Nernst equation

E = E° – (0.0592 V / n) logQ

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2900 )

= +1.10 – (0.0592 / 2) log(10)

= +1.0704 V

답: ② 1.07

[키워드] 볼타 전지 기준, 다니엘 전지 기준, Zn-Cu 전지 기준