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[일반화학]

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염화칼륨을 전기분해하여 칼륨 금속을 얻어내고자 한다. 수용액 상태에서는 칼륨 대신 물이나 수소 양이온이 전자를 받아 수소가 생성되기 때문에, 용융액을 사용하고자 한다.
7.88\mathrm{A}의 고전류로 17.3시간동안 전기분해 공정을 진행하고, 1기압 25^\circ\mathrm{C}로 생성물을 응축하였을 때, 생성된 칼륨의 질량과 염소 기체의 부피는 얼마인가? 단, 칼륨의 원자량은 39.0983이다.

용융액에 공급된 총 전자의 몰수는 \dfrac{It}{F}=\dfrac{7.88\mathrm{A}\times 17.3\mathrm{h}\times 3600\mathrm{s}}{96485\mathrm{C/mol\ e^-}}=5.09\mathrm{mol\ e^-} 이다.

칼륨의 경우 전자 1개를 받을 때마다 금속 1개가 생성되므로, 총 5.09몰의 칼륨이 생성된다.

따라서 생성된 칼륨의 질량은 5.09\times 39.0983=199\mathrm{g}이다.

염소의 경우 전자를 2개 잃어야 염소 원자 2개로 이루어진 염소 기체 1개가 생기므로, 총 2.54몰의 염소 기체가 생성된다. 따라서 생성된 염소의 부피는 \dfrac{nRT}{P}=\dfrac{2.54\times 0.082\times 298.15}{1}=62.1\mathrm{L} 이다.

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