강전해질(strong electrolyte)에 대한 설명으로 옳은 것은?

강전해질은 수용액에서 완전히 이온화되므로 이온화 평형 상수로 표현하지 않는다. 그러나 이온 간 정전기적 상호작용 때문에 활동도(a)는 농도(c)와 달라지며, 활동도 계수(γ)가 1보다 작아진다. 이온 강도가 증가할수록 이온 간 상호작용이 커져 활동도 계수는 오히려 1에서 멀어진다.

핵심 해설 핵심 개념 분석 (Key Concept) 이 문제는 강전해질(Strong Electrolyte)의 기본적인 물리화학적 성질을 묻고 있어요. 강전해질은 수용액에서 100% 완전히 이온화(Complete Dissociation)되는 물질로, 대표적으로 염화나트륨(NaCl), 염산(HCl), 수산화나트륨(NaOH) 등이 있습니다. 하지만 실제 용액에서는 이온들 간의 정전기적 상호작용(Electrostatic Interaction)으로 인해 이온의 '유효 농도', 즉 활동도(Activity, a)가 실제 몰 농도(C)와 달라집니다. 이 관계는 활동도 계수(Activity Coefficient, γ)로 표현되며, a = γ × C로 나타냅니다. 이상 용액에서는 γ = 1이지만, 실제 용액에서는 이온 간 인력으로 인해 γ < 1이 되는 것이 일반적입니다. 정답 근거 (Answer Rationale) ④번 보기가 정답입니다. 강전해질은 수용액에서 완전히 이온화되지만, 이온 간 정전기적 상호작용(이온-이온, 이온-용매 상호작용) 때문에 이온의 활동도(Activity)가 실제 농도와 달라지며, 이는 데바이-휘켈 이론(Debye-Hückel Theory)으로 설명됩니다. 핵심! 활동도 계수(γ)는 묽은 용액에서 1에 가깝지만, 농도가 증가할수록 1보다 작아져서 이온의 유효 농도가 실제 농도보다 낮아집니다. 오답 분석 (Distractor Analysis) ⚠️ 아래 오답 분석은 (qn_ai_explain) 내 해설 본문입니다. 각 선택지가 왜 틀렸는지 상세히 분석합니다. ① 혼동 주의! "약전해질과 달리 용해도 곱(Ksp)의 개념이 적용되지 않는다"는 틀렸습니다. 용해도 곱(Ksp, Solubility Product)은 난용성 염(Slightly Soluble Salt)의 포화 용액에서 이온 농도 곱의 평형 상수입니다. 강전해질인 난용성 염(예: AgCl, BaSO₄)에도 Ksp 개념이 동일하게 적용됩니다. 강전해질은 이온화 평형 상수(Ka/Kb)가 필요 없다는 점과 용해도 평형(Ksp)은 별개의 개념입니다. ② "이온 강도가 증가할수록 활동도 계수가 1에 가까워져 이상 용액에 근접한다"는 거짓입니다. 이온 강도(Ionic Strength, I)가 증가할수록 이온 간 상호작용이 더 강해져 활동도 계수(γ)는 오히려 1에서 멀어집니다. 즉, γ가 더 작아져 이상 용액에서 벗어납니다. ③ "수용액에서 부분적으로만 이온화되어 평형 상수로 이온화 정도를 표현한다"는 혼동 주의! 약전해질(Weak Electrolyte)의 정의입니다. 약전해질(예: 아세트산 CH₃COOH)은 부분 이온화되며 해리 평형 상수(Dissociation Constant, Ka/Kb)로 이온화 정도를 정량화합니다. 강전해질은 완전 이온화되므로 평형 상수 개념이 적용되지 않습니다. ⑤ "농도가 증가할수록 이온화도가 증가하여 전기전도도가 비례적으로 상승한다"는 틀렸습니다. 강전해질은 이미 완전히 이온화되어 있으므로 농도가 증가해도 이온화도(Ionization Degree)는 변하지 않습니다(항상 1 또는 100%). 전기전도도(Electrical Conductivity)는 초기에는 농도에 비례해 증가하지만, 농도가 높아지면 이온 간 상호작용(이온쌍 형성 등)으로 인해 이동도(Mobility)가 감소하여 전기전도도의 증가율이 둔화되거나 오히려 감소하는 현상(비례 관계 아님)이 나타납니다. 연관 개념 정리 (Related Concepts) - 강전해질(Strong Electrolyte): 완전 해리 (γ < 1, 활동도 < 농도) - 약전해질(Weak Electrolyte): 부분 해리 (평형 상수 Ka/Kb 존재, 해리도 α < 1) - 비전해질(Non-Electrolyte): 수용액에서 이온화되지 않음 (예: 설탕, 요소) - 활동도 계수(γ)와 이온 강도(I)의 관계: Debye-Hückel 한계 법칙에 따르면 log γ ∝ -√I. 즉, 이온 강도가 증가할수록 γ는 감소합니다. 개념 정리

구분	강전해질 (Strong Electrolyte)	약전해질 (Weak Electrolyte)
이온화 정도	완전 (100%)	부분 (0% < α < 100%)
평형 상수	없음 (Ka/Kb 불필요)	있음 (Ka, Kb, pKa, pKb)
활동도 vs 농도	γ < 1, a < C (이온 상호작용)	γ < 1, a < C (동일, 이온화도 고려)
용해도 곱(Ksp)	적용 가능 (난용성 염)	적용 가능 (난용성 염)
대표 물질	NaCl, HCl, NaOH, KCl	CH₃COOH, NH₃, HF

한눈에 비교! 활동도(Activity, a) vs 농도(Concentration, C) - a = γ × C (γ: 활동도 계수) - γ < 1 (실제 용액): 이온 간 인력으로 유효 농도 감소 - γ = 1 (이상 용액): 무한 희석 상태 (이온 간 거리 무한대, 상호작용 없음) - 이온 강도 증가 → γ 감소 → a가 C보다 더 작아짐 국시 빈출 포인트 강전해질/약전해질의 구분은 약제학(Physical Pharmacy) 초입에 자주 출제되는 기본 개념입니다. 특히 활동도(Activity)와 이온 강도(Ionic Strength)의 관계는 주입 용액의 삼투압 계산, 완충 용액 제조, 그리고 약물의 용해도 및 안정성 평가에서 핵심적으로 활용되므로 반드시 숙지하세요. '데바이-휘켈 이론(Debye-Hückel Theory)'이라는 용어 자체도 빈출입니다. 기출 변형 주의! "강전해질 NaCl 용액의 활동도 계수(γ)가 0.8일 때, 농도가 0.1 M이면 활동도(a)는 얼마인가?"와 같은 계산형 문제로 출제될 수 있습니다. (a = 0.8 × 0.1 = 0.08 M) 또한, "정맥 주사용 전해질 수액(생리식염수)을 제조할 때 활동도를 고려해야 하는 이유는?"처럼 임상 응용형으로도 물어볼 수 있어요.

약국/임상 실무 가이드 임상 시나리오 (Clinical Scenario) 약국에서 정맥 주사용 생리식염수(0.9% NaCl, Normal Saline)를 조제해야 합니다. 생리식염수는 강전해질인 NaCl이 완전히 해리되어 Na⁺와 Cl⁻ 이온을 형성합니다. 이 용액의 삼투압(Osmolality)을 계산할 때, 단순히 NaCl의 몰 농도만으로 계산하면 실제 삼투압보다 낮게 예측됩니다. 이유는 강전해질이지만 이온 간 상호작용으로 인해 활동도가 농도보다 낮아지기 때문입니다. 임상에서는 삼투압 측정기(Osmometer)를 이용해 실제 삼투압을 측정하여 주입액의 안전성을 확인합니다. 복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention) 약사가 수액 요법(Fluid Therapy)을 검토할 때 활동도 개념은 필수적입니다. 핵심! 저나트륨혈증(Hyponatremia) 환자에게 고장성 식염수(Hypertonic Saline, 3% NaCl)를 투여할 때, 활동도 계수(γ)를 고려하지 않고 단순히 농도만으로 삼투압을 계산하면 과도한 삼투압 상승으로 중추성 수초 용해(Central Pontine Myelinolysis) 같은 치명적인 부작용을 초래할 수 있습니다. 약사는 처방 검수 시 환자의 전해질 수치(특히 나트륨, 칼륨)를 확인하고, 주입 속도(I.V. Infusion Rate)와 총 용량을 반드시 검토해야 합니다. 환자 안전 및 주의사항 (Precautions) - 심부전(Congestive Heart Failure) 또는 신부전(Renal Failure) 환자에게는 나트륨 및 수분 과부하(Volume Overload) 위험이 있으므로 생리식염수 사용에 주의해야 합니다. - 약물상호작용(Drug Interaction): 생리식염수와 혼합 시 침전(Precipitation)이 발생하는 약물(예: 암포테리신 B, 페니토인 나트륨)은 동시 투여를 피해야 합니다. - 치료약물농도감시(TDM)가 필요한 약물(예: 리튬, 디곡신)을 복용 중인 환자에게 수액을 투여할 때는 전해질 변동이 약물의 치료 효과와 독성에 미치는 영향을 반드시 고려해야 합니다. 복약지도 프로토콜 수액 요법을 받는 외래 환자에게는 주입 부위의 발적(Redness), 부종(Swelling), 통증(Pain)이 발생하면 즉시 의료진에게 알리도록 교육합니다. 특히, 가정에서 수액 치료를 받는 환자에게는 주입 속도를 임의로 조절하지 않도록 주의시키고, 수액 백(Bag)의 변색이나 혼탁(Turbidity) 여부를 확인하도록 합니다. 선배 약사의 한마디 "약제학에서 배우는 활동도와 이온 강도 같은 개념이 '임상에서 왜 필요하지?'라고 생각할 수 있어요. 하지만 수액 요법, 완충 용액(주사제 안정화), 그리고 특정 약물의 용해도 예측까지, 이 모든 것이 물리약학의 기초 위에서 돌아갑니다. 약사는 단순히 약을 조제하는 사람이 아니라, 용액 속 이온 하나하나의 거동까지 이해하는 '약물 전달(Drug Delivery)의 전문가'라는 자부심을 가지세요!"