다음 중 Mohr법에서 CrO₄²⁻ 지시약의 적정 농도가 중요한 이유와 관련된 침전 평형 개념으로 옳은 것은?

Mohr법에서 CrO₄²⁻ 농도가 너무 높으면 당량점 이전에 [Ag⁺]²[CrO₄²⁻] > Ksp(Ag₂CrO₄) 조건이 충족되어 Ag₂CrO₄가 먼저 침전되므로 종말점이 일찍 나타나 양의 오차(early end point)가 발생한다. 반대로 너무 낮으면 종말점이 늦어져 음의 오차가 생긴다. 최적 CrO₄²⁻ 농도는 선택적 침전 평형 원리로 결정된다.

핵심 해설 이 문제는 Mohr법의 핵심 원리인 선택적 침전을 이해하고 있는지 확인하는 문제예요. Mohr법은 염화물(Cl⁻) 정량에 사용되는 은적정법(Argentometry)으로, 침전제인 AgNO₃로 Cl⁻을 AgCl로 침전시키고, 종말점에서 CrO₄²⁻ 지시약이 Ag⁺와 반응하여 적갈색 Ag₂CrO₄ 침전을 형성하는 것이 원리입니다. 지시약의 농도가 너무 높으면 종말점이 당량점보다 일찍 나타나므로 양의 오차(Positive error)가 발생합니다. 1. 핵심 개념 분석 (Key Concept)
- Mohr법에서 지시약 CrO₄²⁻ (크롬산 이온)은 종말점 지시 역할을 합니다.
- 두 침전의 용해도곱 상수(Ksp)를 비교해보면, AgCl (Ksp = 1.8 × 10⁻¹⁰)과 Ag₂CrO₄ (Ksp = 1.1 × 10⁻¹²)는 직접 비교가 어렵습니다. Ag₂CrO₄는 Ag⁺가 2개 필요한 화학식을 가지므로, [Ag⁺] 농도로 환산하여 침전이 시작되는 순서를 판단해야 해요.
- AgCl이 먼저 침전되기 위해서는 핵심! AgCl의 침전 시작 농도 [Ag⁺] = √(Ksp(AgCl)) = √(1.8×10⁻¹⁰) ≈ 1.34×10⁻⁵ M보다 Ag₂CrO₄의 침전 시작 농도 [Ag⁺] = √(Ksp(Ag₂CrO₄)/[CrO₄²⁻])가 더 커야 합니다. 따라서 지시약 농도가 너무 높으면 당량점 이전에 Ag₂CrO₄가 침전되어 종말점이 빨라집니다. 2. 정답 근거 (Answer Rationale)
- 핵심! ②번이 정답입니다. CrO₄²⁻ 농도가 너무 높으면 Ag₂CrO₄의 침전에 필요한 [Ag⁺]가 낮아져 당량점 이전에 적갈색 침전이 생깁니다. 이는 종말점이 실제 당량점보다 빨리 나타나므로 양의 오차(Positive error), 즉 적정 부피가 과소 측정되는 결과를 초래합니다. 3. 오답 분석 (Distractor Analysis)
- ①번: 혼동 주의! CrO₄²⁻ 농도는 침전 평형과 직접적인 관련이 있으며, 농도에 따라 Ag₂CrO₄의 침전 시점이 달라집니다.
- ③번: CrO₄²⁻ 농도가 낮으면 Ag₂CrO₄ 침전이 늦어져 종말점이 지연되는 것이지, AgCl이 용해되는 것은 아닙니다. AgCl의 용해도는 CrO₄²⁻ 농도와 무관합니다.
- ④번: CrO₄²⁻ 농도가 낮으면 Ag₂CrO₄ 침전에 필요한 [Ag⁺]가 높아져 AgCl이 모두 침전된 후에야 Ag₂CrO₄가 침전됩니다. 즉 AgCl이 먼저 침전되는 것이 정상이며, 농도가 낮아도 순서는 변하지 않습니다.
- ⑤번: 혼동 주의! CrO₄²⁻ 농도는 AgCl의 용해도곱 상수(Ksp) 자체를 변화시키지 않습니다. Ksp는 온도에만 의존하는 상수입니다. 4. 연관 개념 정리 (Related Concepts)
- Mohr법의 최적 pH는 약 7~10 (중성~약알칼리성)입니다. 산성에서는 CrO₄²⁻가 Cr₂O₇²⁻로 전환되어 지시약 역할을 못하고, 강알칼리성에서는 AgOH가 침전될 수 있어요.
- 유사 은적정법으로 Fajans법 (흡착 지시약 사용)과 Volhard법 (Fe³⁺ 지시약, 역적정)이 있으며, 각각의 장단점과 적용 조건을 비교하여 암기하는 것이 좋습니다.
개념 정리: Mohr법은 Cl⁻, Br⁻ 등 할로겐화물 정량에 사용되며, 지시약 CrO₄²⁻ 농도는 종말점 정확도에 결정적 영향을 미칩니다. 최적 농도 약 0.005 M은 AgCl과 Ag₂CrO₄의 용해도 차이를 이용하여 설계된 값입니다.
한눈에 비교!

적정법	지시약	종말점 현상	특징
Mohr법	CrO₄²⁻ (크롬산염)	적갈색 Ag₂CrO₄ 침전	중성~약알칼리성 pH 필요
Fajans법	흡착 지시약 (Dichlorofluorescein 등)	침전 표면 색 변화	pH 조절 필요, 흡착 현상 이용
Volhard법	Fe³⁺ (철(III) 이온)	적색 Fe(SCN)²⁺ 착물	산성 조건 가능, 역적정 방식

약리기전 포인트: 침전 적정의 핵심은 용해도곱(Ksp)과 공통이온 효과(Common ion effect)입니다. Ag₂CrO₄ 침전 조건 [Ag⁺]²[CrO₄²⁻] > Ksp가 만족되어야 색 변화가 나타납니다.
암기 팁: "Mohr법에서 크롬산염 농도가 높으면 '앞당겨져서' 양의 오차"라고 기억하세요. '고(高)농도 = 고(早)종말점'으로 외우면 됩니다!
국시 빈출 포인트: 약사 국가고시에서 침전 적정은 선택적 침전 원리와 오차 방향을 묻는 문제가 자주 출제됩니다. 특히 지시약 농도 변화에 따른 양/음의 오차를 헷갈리지 않도록 주의하세요.
기출 변형 주의!: "CrO₄²⁻ 농도를 0.01 M로 사용했을 때 예상되는 오차 방향은?" 또는 "Mohr법에서 Cl⁻ 농도가 매우 낮은 시료를 분석할 때 문제점은?" 같은 응용 문제로 변형될 수 있습니다.

약국/임상 실무 가이드 임상 시나리오 (Clinical Scenario)
약국에서 생리식염수(0.9% NaCl) 제조를 위해 정제수에 NaCl을 용해시킨 후, 정확한 염화물 농도를 확인해야 하는 상황입니다. 품질관리(QC) 담당 약사가 Mohr법을 사용하여 염화물 정량을 진행합니다. 복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention)
- 핵심! Mohr법 수행 시 CrO₄²⁻ 지시약 농도를 0.005 M로 정확히 조제해야 합니다. 농도가 너무 높으면 실제보다 염화물 함량이 높게 측정되어(양의 오차) 생리식염수의 농도가 기준 이하로 제조될 위험이 있습니다.
- 적정은 중성(pH 7)에서 진행하며, 암모니아(NH₃) 존재 시 Ag(NH₃)₂⁺ 착물 형성으로 오차가 생기므로 주의합니다. 환자 안전 및 주의사항 (Precautions)
- Mohr법은 AgNO₃를 사용하므로, 피부 접촉 시 자극을 유발할 수 있어 보호장구 착용이 필수입니다.
- CrO₄²⁻ 지시약(크롬산염)은 발암성 물질이므로 폐기 시 환경 규정을 준수해야 합니다.
복약지도 프로토콜: 정량 분석 결과는 생리식염수의 품질 기준(0.9% w/v)과 비교하여 허용 오차 범위 내인지 확인합니다. 1차 표준물질(NaCl)로 표준화한 AgNO₃ 용액을 사용하여 정확도를 높입니다.
선배 약사의 한마디: "약국에서 정량 분석은 드물지만, 약사 국가고시에서는 침전 적정의 원리를 꼭 이해해야 해요. 특히 Ksp 계산과 지시약 농도의 중요성은 '용해도곱과 공통이온 효과'라는 기본 개념에서 출발합니다. 단순히 공식만 외우지 말고, AgCl이 왜 먼저 침전되고 CrO₄²⁻ 농도가 왜 중요한지 수치로 이해하면 절대 안 헷갈려요!"