핵심 해설핵심 개념 분석 (Key Concept)
이 문제는 물의 이온곱 상수(Kw, Ion Product Constant of Water)와 수소 이온 농도([H⁺]) 및 수산화 이온 농도([OH⁻])의 관계를 묻는 기본적인 산-염기 화학 문제예요.
물의 자동이온화 반응 H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻에 의해, 평형 상수 Kw = [H⁺][OH⁻]로 정의됩니다.
25°C에서 순수한 물은 중성이므로 [H⁺] = [OH⁻]이며, 이 값이 각각 1.0 × 10⁻⁷ M입니다.
따라서 Kw = (1.0 × 10⁻⁷) × (1.0 × 10⁻⁷) = 1.0 × 10⁻¹⁴이 됩니다.
정답 근거 (Answer Rationale)핵심! 25°C에서 Kw는 항상 1.0 × 10⁻¹⁴으로 일정하며, 순수한 물에서는 [H⁺] = [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁷ M이 성립합니다.
이 두 사실을 동시에 만족하는 보기는 5번이 유일합니다.
오답 분석 (Distractor Analysis)혼동 주의!
①번: Kw = 1.0 × 10⁻⁷ (잘못된 값, 올바른 Kw는 10⁻¹⁴), [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁷ M (이는 맞지만 Kw가 틀려서 오답).
②번: Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴ (맞음), [OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴ M (잘못된 값, [H⁺]와 같은 10⁻⁷ M이어야 함).
③번: Kw = 1.0 × 10⁻²⁸ (잘못된 값, 이는 [H⁺]²를 잘못 계산한 것), [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁷ M (맞지만 Kw가 틀려서 오답).
④번: Kw = 1.0 × 10⁻⁷ (잘못된 값), [OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴ M (잘못된 값).
연관 개념 정리 (Related Concepts)pKw = -log Kw = 14이며, pH + pOH = pKw = 14 관계도 함께 기억해두세요.
산성 용액에서는 [H⁺] > [OH⁻], 염기성 용액에서는 [H⁺] < [OH⁻]이지만, 핵심! 25°C에서 Kw 값은 변하지 않고 일정합니다.
개념 정리
- Kw = [H⁺][OH⁻] (25°C에서 1.0 × 10⁻¹⁴)
- 순수한 물(중성): [H⁺] = [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁷ M
- pH = -log[H⁺], pOH = -log[OH⁻], pH + pOH = 14
국시 빈출 포인트
약사 국가고시에서 산-염기 평형은 약물의 이온화(Ionization)와 흡수(Absorption)를 이해하는 기초가 됩니다.
pH에 따라 약물이 비이온화(Non-ionized) 또는 이온화(Ionized) 상태로 존재하는지 예측하는 문제로 확장될 수 있어요.
임상 시나리오
약국/임상 실무 가이드임상 시나리오 (Clinical Scenario)
약국에서 위산 억제제(Proton Pump Inhibitor, PPI)를 복약지도할 때, 위의 pH가 약 1~2에서 약물의 장용코팅(Enteric Coating) 제형이 녹지 않고 소장까지 도달해야 하는 원리를 설명해야 합니다.
이는 pH에 따른 약물의 용해도와 이온화 상태 차이를 이해하는 것이 핵심입니다.
복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention)핵심! "환자분, 이 약은 위산에 녹지 않도록 특수 코팅이 되어 있어요. 위산은 강한 산성(pH 1~2)이지만 장용코팅 덕분에 약이 소장(pH 5~6)에서 녹아 흡수됩니다. 절대 씹거나 부수지 말고 통째로 삼켜야 효과가 있어요."
환자 안전 및 주의사항 (Precautions)
pH 변화에 따라 약물의 용해도와 흡수가 달라지므로, 제산제(Antacid)와의 복용 간격을 2시간 이상 두도록 지도합니다.
선배 약사의 한마디
"pH와 pKa 개념은 약이 어디서 얼마나 흡수되는지를 결정하는 약동학(Pharmacokinetics)의 기초예요.
산성 약물은 위(pH 낮음)에서 비이온화 상태로 흡수가 잘 되고, 염기성 약물은 소장(pH 높음)에서 흡수가 잘 된다는 원리, 꼭 기억하세요!"
핵심 개념
물의 이온곱 상수 — 25°C에서 1.0 × 10⁻¹⁴ 값을 가지며, [H⁺]와 [OH⁻]의 곱으로 정의되는 평형 상수입니다.
수소 이온 농도 ([H⁺]) — 용액의 산성도를 나타내는 지표로, 순수한 물에서 1.0 × 10⁻⁷ M입니다.
수산화 이온 농도 ([OH⁻]) — 용액의 염기성도를 나타내는 지표로, 순수한 물에서 [H⁺]와 동일한 1.0 × 10⁻⁷ M입니다.