国家公務員総合職（化学・生物・薬学）H27年 問26解説

　問 題　　　　　

ダニエル電池の起電力に関する次の記述の ㋐ ㋑ ㋒ に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。ただし Cu²⁺/Cu とZn²⁺/Zn の対の標準電位はそれぞれ、＋0.34V、 －0.76V でありファラデー定数を 9.65 × 10⁴ C・mol^-1 とする。

「ダニエル電池の電極反応は
(正極) Cu²⁺ (aq) ＋ 2e^–  →　Cu(s)
(負極) Zn(s)　→　 Zn²⁺ (aq) ＋ 2e^–　である。

正極の標準電位が＋0.34V であることから正極の反応ギブズエネルギーは ㋐ kJ・mol^-1 となる。

また電池全体の反応は
Cu²⁺ (aq) ＋ Zn(s)　→　Cu(s) ＋ Zn²⁺ (aq)　であり、この反応ギブズエネルギーは ㋑kJ・mol^-1 となることから、ダニエル電池の標準起電力は ㋒ V と考えられる。」

㋐　㋑　㋒
1. －65.6　－212.3　0.55
2. －65.6　－212.3　1.10
3. －32.8　－106.2　1.10
4. －32.8　　212.3　1.10
5. 　32.8　　212.3　0.55

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

ΔG = -nFE を思い出します。

㋐ ですが
-2 × 9.65 × 10⁴ × 0.34  です。9.65 ≒ 10 とみなせば -2 × 10 × 10⁴ × 0.34 ≒ -68 × 10³ です。㋐ は ー65.6 と考えられます。正解は 1 or 2 です。これにより、㋑ は -212.3 です。

㋒ ですが
ΔG と E は比例なので、㋐ より 電位 0.34 で ΔG -65.6 だから x ：212.3 の x として、選択肢から考えれば 1.10 と考えられます。

以上より、正解は 2 です。

類題 H26no26