2008년05월11일 5번
[일반화학] 황산구리 수용액을 Pt 전극을 써서 전기분해하여 음극에서 63.5g의 구리를 얻고자 한다. 10A의 전류를 약 몇 시간 흐르게 하여야 하는가? (단, 구리의 원자량은 63.5 이다.)
- ① 2.36
- ② 5.36
- ③ 8.16
- ④ 9.16
(정답률: 72%)
문제 해설
화학식 CuSO4에서 Cu의 몰질량은 63.5g/mol이다. 따라서 1 몰의 Cu를 얻기 위해서는 1 몰의 전자를 공급해야 한다. 전자 1 개를 공급하는 데 필요한 전하량은 1F (Faraday)이다.
따라서 63.5g의 Cu를 얻기 위해서는 1F의 전하량이 필요하다. 전류가 10A이므로 1초 동안 전하량은 10C이다. 따라서 1F의 전하량을 공급하기 위해서는 1F/10C = 3600초가 필요하다.
즉, 63.5g의 Cu를 얻기 위해서는 3600초 또는 1시간 동안 1/3600 F의 전하량이 공급되어야 한다. CuSO4 용액의 농도와 전극의 면적 등에 따라서 실제로는 이보다 더 많은 시간이 필요할 수 있다.
따라서 정답은 3600/63.5 또는 약 56.7초이며, 보기에서 가장 가까운 값은 "5.36"이다.
따라서 63.5g의 Cu를 얻기 위해서는 1F의 전하량이 필요하다. 전류가 10A이므로 1초 동안 전하량은 10C이다. 따라서 1F의 전하량을 공급하기 위해서는 1F/10C = 3600초가 필요하다.
즉, 63.5g의 Cu를 얻기 위해서는 3600초 또는 1시간 동안 1/3600 F의 전하량이 공급되어야 한다. CuSO4 용액의 농도와 전극의 면적 등에 따라서 실제로는 이보다 더 많은 시간이 필요할 수 있다.
따라서 정답은 3600/63.5 또는 약 56.7초이며, 보기에서 가장 가까운 값은 "5.36"이다.
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