마이노트

[일반화학]

0

25℃에서 미지의 용액의 납(II) 이온 함량을 확인하기 위해 납 이온을 사용한 농도차 전지를 만들었다. 반쪽 전극 하나를 질산납(II) 포화 용액을 만들어 납(II) 이온의 농도를 최대값인 1.802\mathrm{M}로 만들었다.

미지의 용액과 질산납(II) 포화 용액을 염다리로 연결하고 납 전극을 사용해 최대 기전력을 측정한 결과 49.5\mathrm{mV}가 나왔을 때, 미지의 용액의 납 이온의 농도는 얼마인가? 단, 미지의 용액과 질산납(II) 포화 용액은 중성이며, 다른 산화·환원 반응은 일어나지 않았다.

점진적으로 두 용액의 농도가 같아질 때까지 산화-환원 반응이 진행된다. 납(II)이온이 최대로 녹은 질산납(II) 포화 용액에서 납(II) 이온이 납 금속으로 환원되는 반응이 일어나며, 미지의 용액에서 납 금속이 납(II) 이온으로 산화되는 반응이 일어난다.

반쪽반응을 작성해보면

산화: \mathrm{Pb(s)} \rightarrow \mathrm{Pb^{2+}(?)} + 2e^{-}

환원: \mathrm{Pb^{2+}(1.802M)} + 2e^{-} \rightarrow \mathrm{Pb(s)}

전체: \mathrm{Pb^{2+}(1.802M)} \rightarrow \mathrm{Pb^{2+}(?)}

가 되며, 네른스트 식에 의해 E = E^\circ - \dfrac{0.0592}{2}\log\dfrac{[\mathrm{Pb^{2+}}]_?}{[\mathrm{Pb^{2+}}]_{1.802M}} 가 성립한다.

이때 동일 전극과 동일 이온을 사용한 양쪽 전극을 연결했으므로 E^\circ = 0이다.

따라서 [\mathrm{Pb^{2+}}]_? = [\mathrm{Pb^{2+}}]_{1.802M}\times 10^{-\dfrac{2}{0.0592}E}= 3.83\times10^{-2}\mathrm{M} 을 얻을 수 있다.

커뮤니티 Q&A

문제와 관련된 게시글이에요.

이해가 안 되거나 궁금한 점이 있다면 커뮤니티에 질문해 보세요!

게시글 작성하기