다음 중 Mohr법으로 직접 정량이 어려운 이온은?

Mohr법은 AgCl, AgBr 침전의 Ksp가 Ag₂CrO₄보다 훨씬 작아 크롬산칼륨 지시약보다 먼저 침전이 형성되어야 하는 원리를 이용한다. I⁻의 경우 AgI의 Ksp가 매우 작아 원리상 적용 가능하나, AgI 침전이 CrO₄²⁻를 흡착하여 지시약 색 변화를 방해하는 문제가 있다. CN⁻, SCN⁻도 Mohr법으로 직접 정량하기 어렵다. 실제 국가고시 출제 맥락에서는 I⁻와 CN⁻, SCN⁻가 Mohr법 적용 불가 이온으로 자주 다루어진다.

핵심 해설 이 문제는 분석화학 중 침전적정법(Precipitation Titration)의 한 종류인 Mohr법(Mohr's method)의 적용 범위와 한계를 이해하고 있는지 묻는 문제예요. Mohr법은 크롬산칼륨(K₂CrO₄)을 지시약으로 사용하여, 은 이온(Ag⁺)으로 할로젠 음이온(주로 Cl⁻, Br⁻)을 직접 정량하는 방법입니다. 핵심 원리는 분석 대상인 할로젠화은(AgX)의 용해도곱(Ksp, Solubility Product)이 지시약과 반응하여 생성되는 크롬산은(Ag₂CrO₄)의 Ksp보다 훨씬 작아야 한다는 점이에요. 따라서 먼저 AgX가 모두 침전된 후, 당량점에서 과량의 Ag⁺가 CrO₄²⁻와 반응하여 적갈색(벽돌색) 침전이 생기면서 종말점을 알 수 있어요. 정답 근거 (Answer Rationale) 정답은 ②번 I⁻ (요오드화 이온)입니다. I⁻는 이론적으로 AgI의 Ksp가 매우 작아(약 8.3×10⁻¹⁷) 원리상 Mohr법 적용이 가능해 보이지만, 실제 실험에서는 핵심! AgI 침전이 크롬산염 지시약(CrO₄²⁻)을 강하게 흡착하는 현상이 발생해요. 이로 인해 지시약의 색 변화(적갈색 침전 생성)가 지연되거나 불명확해져 정확한 종말점을 판단하기 어렵습니다. 따라서 Mohr법으로 직접 정량하기에 부적합한 이온이에요. 오답 분석 (Distractor Analysis) 혼동 주의! 각 선택지의 적합성을 살펴볼게요. ① Cl⁻ (염화 이온): AgCl의 Ksp(약 1.8×10⁻¹⁰)가 Ag₂CrO₄의 Ksp(약 1.1×10⁻¹²)보다 충분히 커서 Mohr법의 가장 대표적인 분석 대상이에요. 지시약 흡착 문제도 거의 없어 정량이 용이합니다. 오답 해설: Cl⁻는 Mohr법으로 정량 가능합니다. ② I⁻ (요오드화 이온): 위에서 설명한 대로 지시약 흡착 문제로 직접 정량이 어려워요. 정답 ③ SCN⁻ (티오시안산 이온): AgSCN의 Ksp(약 1.0×10⁻¹²)가 Ag₂CrO₄보다는 작지만, AgCl보다는 훨씬 작아요. 문제는 AgSCN 침전이 AgI와 유사하게 CrO₄²⁻를 흡착하여 지시약 작용을 방해한다는 점이에요. 일반적으로 Mohr법으로 직접 정량하기 어려운 이온으로 분류됩니다. 오답 해설: SCN⁻도 Mohr법 직접 정량이 어렵지만, 문제는 'I⁻'가 가장 대표적인 예시이며 보기 중 정답입니다. ④ CN⁻ (시안화 이온): CN⁻의 경우 AgCN의 Ksp가 작아 침전이 잘 형성되지만, SCN⁻나 I⁻와 마찬가지로 지시약 흡착 문제가 있고, 특히 CN⁻는 독성이 강하여 실험적으로 다루기 까다롭습니다. 또한 Mohr법의 전형적인 적용 대상이 아니에요. 오답 해설: CN⁻도 Mohr법으로 직접 정량이 어렵지만, 보기 중 가장 적합한 정답은 I⁻입니다. ⑤ Br⁻ (브롬화 이온): AgBr의 Ksp(약 5.0×10⁻¹³)는 AgCl보다 작지만, 지시약 흡착 문제가 상대적으로 적어 Mohr법으로 정량 가능한 이온입니다. 오답 해설: Br⁻는 Mohr법으로 정량 가능합니다. 연관 개념 정리 (Related Concepts) Mohr법 외에 할로젠 음이온을 정량하는 다른 방법들도 함께 알아두면 좋아요. - 볼하르트법(Volhard's method): 직접 적정법과 역적정법 모두 가능해요. 직접 적정법은 질산산성 조건에서 Fe³⁺를 지시약으로 하여 SCN⁻로 Ag⁺를 정량합니다. 역적정법은 할로젠화물에 과량의 AgNO₃를 넣고 남은 Ag⁺를 SCN⁻로 역적정하는 방식으로, 산성 조건에서 진행되므로 Mohr법(중성 또는 약알칼리성)과 달리 많은 음이온의 방해를 받지 않는 장점이 있어요. - 파얀스법(Fajans' method): 흡착 지시약(Adsorption indicator)을 사용하는 방법으로, 종말점에서 침전 표면에 지시약이 흡착되어 색이 변하는 원리를 이용합니다. I⁻의 정량에도 사용될 수 있어요. 개념 정리

침전적정법	지시약	적정 조건	직접 정량 가능 이온	직접 정량 어려운 이온
Mohr법	K₂CrO₄ (크롬산칼륨)	중성~약알칼리성 (pH 6.5~10)	Cl⁻, Br⁻	I⁻, SCN⁻, CN⁻
Volhard법	Fe³⁺ (철명반)	질산산성 (강산성)	Ag⁺, Cl⁻, Br⁻, I⁻ (역적정)	-
Fajans법	흡착 지시약 (예: 플루오레세인)	pH에 따라 다름	Cl⁻, Br⁻, I⁻, SCN⁻	-

한눈에 비교! Mohr법에서 I⁻, SCN⁻, CN⁻가 직접 정량이 어려운 핵심 이유는 "AgI, AgSCN, AgCN 침전이 CrO₄²⁻ 지시약을 강하게 흡착하여 종말점 판단을 방해"하기 때문입니다. 반면 Volhard법은 산성 조건에서 진행되어 이러한 흡착 문제의 영향을 덜 받고, 역적정 방식으로 정량이 가능해요.
국시 빈출 포인트 약사 국가고시 분석화학(약제학/약품분석학)에서 Mohr법은 '어떤 이온을 직접 정량할 수 있는가?' 또는 '종말점 확인 원리' 형태로 자주 출제됩니다. 특히 I⁻는 Mohr법 불가, Volhard법 가능이라는 대비 포인트를 꼭 기억하세요! 또한 지시약으로 K₂CrO₄를 사용한다는 사실과 종말점에서 생성되는 침전색(적갈색)도 함께 암기하는 것이 좋습니다.
암기 팁 "Mohr법은 My Close Buddy (Cl⁻, Br⁻)만 가능해! I (I⁻)는 Such a Crazy (SCN⁻, CN⁻) 간섭자야!" 라고 외워보세요.

약국/임상 실무 가이드 이 문제는 직접적인 임상 실무보다는 약품 분석 실험실에서의 분석법 선택과 관련이 있어요. 하지만 약사 국가고시에서 분석화학 지식은 의약품의 품질 관리(QC, Quality Control)와 직결되므로 중요합니다. 임상 시나리오 (Clinical Scenario) 의약품 제조 회사의 품질관리(QC) 연구원이 주사제 원료 중 염화나트륨(Sodium Chloride, NaCl)의 함량을 확인하려고 합니다. 약전(KP, Korean Pharmacopoeia)에 수록된 Mohr법을 사용하여 정량 분석을 진행하기로 했어요. 실험실 선배가 "정량하려는 이온이 Cl⁻만 있는지 확인했어? Br⁻ 같은 다른 할로젠이나 SCN⁻가 섞여 있으면 Mohr법으로 분석이 까다로워질 수 있어"라고 조언합니다. 복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention) QC 실험실에서의 정량 분석은 환자에게 직접 복약지도하는 과정은 아니지만, 의약품의 안전성과 유효성을 보장하는 중요한 첫걸음입니다. 1. 분석법 검증: 핵심! 시험하고자 하는 의약품 성분의 순도와 조성을 정확히 파악해야 적절한 분석법(Mohr, Volhard, Fajans 등)을 선택할 수 있어요. 2. 시료 전처리: 만약 시료에 I⁻나 SCN⁻ 등 간섭 이온이 포함되어 있다면, Mohr법 대신 Volhard법(역적정)을 사용하거나, 이온교환 크로마토그래피(Ion-exchange chromatography) 등 다른 방법을 고려해야 합니다. 3. 정확한 종말점 판독: Mohr법에서 종말점(적갈색 침전)의 지속성을 확인해야 해요. 색 변화가 희미하거나 오래 지속되지 않으면 분석 결과의 신뢰도가 떨어집니다. 환자 안전 및 주의사항 (Precautions) - 선배 약사의 한마디 "분석화학은 실험실에서만 필요한 지식처럼 느껴질 수 있지만, 의약품 품질은 환자의 생명과 직결되는 문제예요! 약사는 '이 약이 제대로 만들어진 약인가?'를 판단하는 책임도 있어요. 'Mohr법으로 Cl⁻만 정량된다'는 단순한 사실보다, '왜 I⁻는 안 되고 Cl⁻는 되는가?'라는 원리를 이해해야 다양한 상황에서 올바른 분석법을 선택할 수 있어요. 국시 공부할 때 각 분석법의 장단점과 적용 범위를 비교해보는 습관을 들이세요."