핵심 해설
이 문제는 침전 적정법(Precipitation Titration) 중 할로겐화 이온(Cl⁻, Br⁻, I⁻) 정량에 사용되는
Mohr법(Mohr's Method)의 지시약과 종말점 확인 원리를 묻는 전형적인 유형이에요. 분석화학(약제학)에서 자주 출제되며, Volhard법, Fajans법과의 차이를 반드시 구별해야 합니다.
1.
핵심 개념 분석 (Key Concept): Mohr법은 은적정법(Argentometry) 중 하나로,
크롬산칼륨(K₂CrO₄)을 지시약으로 사용해요. 시료 용액에 들어있는 염화 이온(Cl⁻)을 질산은(AgNO₃) 표준용액으로 직접 적정하는 직접법(Direct Titration)입니다. 종말점은 당량점(Equivalence Point) 이후 과잉으로 존재하는 Ag⁺ 이온이 지시약의 CrO₄²⁻ 이온과 반응하여 생성되는
붉은색 침전(Ag₂CrO₄)으로 확인합니다.
2.
정답 근거 (Answer Rationale):
핵심! 4번 보기가 정답입니다. Mohr법에서 종말점(end point)은 Ag₂CrO₄ 침전이 생성되어 용액이 붉은색으로 변하는 순간이에요. 이때 중요한 조건은 적정하는 용액의 pH가 중성 또는 약알칼리성(pH 6.5~10)이어야 한다는 점입니다. 강산성에서는 CrO₄²⁻가 HCrO₄⁻ 또는 H₂CrO₄로 전환되어 지시약으로서의 기능을 상실하기 때문이에요.
3.
오답 분석 (Distractor Analysis):
혼동 주의! 각 선택지는 다른 침전 적정법을 설명하고 있어요.
①번 플루오레세인(Fluorescein)을 지시약으로 사용하는 것은
Fajans법입니다. 흡착 지시약(Adsorption Indicator)이 침전 표면에 흡착되어 색 변화를 일으키는 원리예요.
②번 철(III) 암모늄 황산염(Ammonium iron(III) sulfate, 명반)을 지시약으로 사용하는 것은
Volhard법입니다. 이 방법은 역적정(Back Titration)법으로, 과잉의 Ag⁺를 SCN⁻로 되적정할 때 Fe(SCN)₃의 붉은색이 나타나는 원리예요.
③번 디클로로플루오레세인(Dichlorofluorescein) 역시 Fajans법에서 사용하는 흡착 지시약 중 하나예요.
⑤번 에오신(Eosin) 또한 Fajans법에서 사용되며, 브롬화 이온(Br⁻) 적정에 특히 유용한 흡착 지시약입니다.
4.
연관 개념 정리 (Related Concepts): 세 가지 침전 적정법(Mohr, Volhard, Fajans)의 핵심 차이점을 반드시 암기해야 해요. Mohr법은 직접적정, 중성 pH, K₂CrO₄ 지시약; Volhard법은 역적정, 산성 pH, Fe³⁺ 지시약; Fajans법은 직접적정, 흡착 지시약(종말점에서 침전 색 변화)입니다.
개념 정리: Mohr법 (K₂CrO₄ 지시약, 중성 pH, 직접 적정) vs Volhard법 (Fe³⁺ 지시약, 산성 pH, 역적정) vs Fajans법 (흡착 지시약, 직접 적정, 침전 표면 색 변화)
한눈에 비교!:
| 방법 | 지시약 | 적정 방식 | 적정 pH | 종말점 확인 |
|---|
| Mohr법 | K₂CrO₄ | 직접 적정 | 중성 ~ 약알칼리성 (pH 6.5~10) | Ag₂CrO₄ 붉은 침전 생성 |
| Volhard법 | Fe³⁺ (철명반) | 역적정 | 산성 (pH < 1) | Fe(SCN)₃ 붉은색 |
| Fajans법 | 흡착 지시약 (Fluorescein, Eosin 등) | 직접 적정 | 지시약에 따라 다름 (중성~약산성) | 침전 표면의 색 변화 |
국시 빈출 포인트: 각 방법의 특징(지시약, 적정 방식, pH 조건)을 묻는 객관식 문제로 자주 출제됩니다. 특히 "Mohr법에서 사용하는 지시약은?", "Volhard법의 종말점 확인 원리는?"과 같은 단순 기억 문제뿐 아니라, "다음 중 직접 적정이 아닌 방법은?" 등 비교형 문제도 대비하세요.
기출 변형 주의!: 최근에는 Mohr법에서 적정 pH가 중요한 이유를 묻거나, 특정 할로겐화 이온 적정 시 어떤 지시약이 적합한지(예: Br⁻ 적정에 Eosin이 유리한 이유)를 함께 물어보는 사례가 늘고 있어요.