Zn|Zn^2+(1.0 M)||Cu^2+(1.0 M)|Cu [Zn^2+] 0.20 mol/L

Consider the cell described below:

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

Calculate the cell potential after the reaction has operated

long enough for the [Zn^2+] to have changed by 0.20 mol/L.

(Assume T = 25℃)

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▶ 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 )

반응이 진행되어서,

[Zn^2+]가 0.20 mol/L만큼 변한다.

= [Zn^2+]는 0.20 mol/L만큼 증가한다.

= [Cu^2+]는 0.20 mol/L만큼 감소한다.

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

= (1.20) / (0.80) = 1.50

▶ Nernst equation

E = E° – (0.0592 V / n) logQ

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2900 )

= +1.10 – (0.0592 / 2) log(1.50)

= +1.0948 V

답: +1.09 V

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