핵심 해설
핵심 개념 분석 (Key Concept)
이 문제는 약물의 소실 반응 차수(Order of Reaction)와 소실 속도 상수(Elimination Rate Constant, k)를 약동학(Pharmacokinetics, PK) 데이터로부터 판별하는 전형적인 유형이에요. 주어진 혈중 농도 데이터를 통해 반응 차수를 먼저 확인하고, 그에 맞는 공식을 적용해 k 값을 계산해야 합니다.
정답 근거 (Answer Rationale)
문제의 데이터를 살펴보면, 0시간에 100 mg/L → 2시간 50 mg/L → 4시간 25 mg/L → 6시간 12.5 mg/L로, 매 2시간마다 농도가 정확히 절반씩 감소하고 있어요. 이는
일정한 반감기(Half-life, t₁/₂)를 가지는
1차 반응(First-order Kinetics)의 전형적인 특징입니다.
핵심! 1차 반응에서 반감기(t₁/₂)와 소실 속도 상수(k)의 관계는 t₁/₂ = 0.693 / k 이므로, k = 0.693 / t₁/₂ = 0.693 / 2 h =
0.347 h⁻¹ 입니다. 따라서 정답은 보기 4번입니다.
오답 분석 (Distractor Analysis)
- ①번: 0차 반응은 일정한 시간 간격이 아니라 일정한 농도 감소량을 보입니다. 그리고 0차 반응의 반감기는 농도에 비례해 변하기 때문에 k값으로 0.693 h⁻¹는 맞지 않습니다.
혼동 주의! 0차 반응의 k 단위는 농도/시간 (mg/L/h)입니다.
- ②번: 반감기가 일정하므로 1차 반응이며, k 단위가 h⁻¹가 아닌 L/mg·h 형태가 되어야 하는 2차 반응과는 무관합니다.
- ③번: k = 25 mg/L/h는 0차 반응에서의 소실 속도입니다. 0차 반응이었다면 2시간마다 50 mg/L씩 일정하게 감소했어야 합니다. 하지만 데이터는 50, 25, 12.5 mg/L로 감소량이 줄어들고 있어요.
- ⑤번: 반응 차수는 1차 반응으로 맞지만, k의 단위가 mg/L/h로 잘못되었습니다.
혼동 주의! 1차 반응의 k 단위는 시간⁻¹ (h⁻¹)이며, 0차 반응의 k 단위가 농도/시간 (mg/L/h)입니다. 이를 혼동하지 않도록 주의하세요.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
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0차 반응(Zero-order Kinetics): 일정 시간당 일정한 양(농도)이 소실됨 (예: 에탄올, 페니토인 고용량). 반감기가 농도에 비례하여 증가합니다.
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1차 반응(First-order Kinetics): 일정 시간당 일정한 비율(분율)이 소실됨 (대부분의 약물). 반감기가 일정합니다.
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Michaelis-Menten Kinetics: 용량 의존적 포화 현상으로 저용량에서는 1차 반응, 고용량에서는 0차 반응으로 전환됩니다.
개념 정리
| 특징 | 0차 반응 | 1차 반응 |
|---|
| 소실 속도 | 일정 (dC/dt = -k) | 농도에 비례 (dC/dt = -kC) |
| 반감기(t₁/₂) | C₀ / 2k (농도에 따라 변함) | 0.693 / k (일정) |
| k의 단위 | 농도/시간 (mg/L/h) | 시간⁻¹ (h⁻¹) |
| 대표적 예시 | 에탄올, 고용량 페니토인 | 대부분의 치료 약물 |
암기 팁
"0차는 Zero = Zero 변화량"으로 기억하세요. 0차 반응은 시간당 일정한 양(Zero Change Amount)이 없어지고, 1차 반응은 일정한 비율(One Fraction)이 없어집니다. 반감기가 "일정한가?"를 물으면 1차 반응을 떠올리세요.
국시 빈출 포인트
약사 국가고시 약제학(약동학) 파트에서 반응 차수 판별 문제는 단골입니다. 데이터 표를 보고 농도가 절반으로 줄어드는 시간 간격(반감기)이 일정한지 확인하는 것이 첫 단계입니다. 또한 k의 단위를 반드시 구분할 수 있어야 합니다.