핵심 해설
이 문제는 은 적정법의 3가지 주요 방법인
Mohr법, Volhard법, Fajans법의 핵심 조건과 지시약, 적정 방식을 정확히 구분하는 문제예요. 단순 암기를 넘어 각 방법의 원리와 적용 조건을 연결 지어 이해해야 해요.
1.
핵심 개념 분석 (Key Concept): 은 적정법(Argentometric Titration)은 할로겐화 이온(Cl⁻, Br⁻, I⁻)을 질산은(AgNO₃) 표준액으로 침전 적정하는 방법입니다. 각 방법은 종말점 검출 방식과 적정 조건이 달라요.
2.
정답 근거 (Answer Rationale):
핵심! Fajans법은
흡착 지시약(Adsorption Indicator)인 플루오레세인(Fluorescein)이나 디클로로플루오레세인(Dichlorofluorescein)을 사용해요. 적정 과정에서 침전(AgX) 표면의 전하가 양전하로 변하는 순간 지시약 음이온이 흡착되어 색이 변하는 원리입니다.
Volhard법은 할로겐 이온 용액에 과량의 AgNO₃를 가한 후, 남은 Ag⁺를 NH₄SCN(티오시안산암모늄) 표준액으로
역적정(Back Titration)하는 방식이에요. 지시약으로는 철(III) 명반(Fe³⁺)을 사용하고, 종말점에서 적색 Fe(SCN)²⁺ 착물이 생성됩니다.
3.
오답 분석 (Distractor Analysis):
-
혼동 주의! ①번: Mohr법은
중성~약알칼리성(pH 6.5~10.5)에서 해야 해요. 산성 조건에서는 지시약인 크롬산(Ag₂CrO₄)이 HCrO₄⁻로 전환되어 침전이 잘 안 생기거든요. Volhard법은 반대로
강산성 조건에서 진행해야 Fe³⁺의 가수분해를 막을 수 있어요.
- ②번: Fajans법은 산성 조건(특히 플루오레세인은 pH 4~6, 디클로로플루오레세인은 pH 4)에서 잘 적용되지만, Mohr법은
중성 조건에서만 적용 가능해요.
- ③번: Mohr법은
크롬산칼륨(K₂CrO₄)을 지시약으로 사용하고, Fajans법은 흡착 지시약을 써요.
혼동 주의! 철(III) 암모늄명반은 Volhard법의 지시약입니다.
- ④번: Volhard법은
역적정 방식이 맞고, Mohr법은 지시약을 넣고 AgNO₃로 직접 적정하는
직접 적정(Direct Titration) 방식입니다. 정반대로 설명되어 있어 틀렸어요.
4.
연관 개념 정리 (Related Concepts): 각 방법의 적용 가능한 이온을 함께 기억해두세요. Mohr법은 Cl⁻와 Br⁻ 적정에 적합하지만, I⁻에는 부적합해요(AgI 침전이 크롬산염 지시약보다 먼저 강하게 흡착). Volhard법은 I⁻, Br⁻, Cl⁻ 모두 역적정 가능하나, Cl⁻ 적정 시 AgCl 침전이 SCN⁻과 반응하지 않도록 니트로벤젠(Nitrobenzene)을 추가하는 과정이 필요해요.
개념 정리: 은 적정법 3가지 비교
| 방법 | 적정 방식 | 지시약 | 적정 조건(pH) | 적용 이온 |
|---|
| Mohr법 | 직접 적정 | 크롬산칼륨 (K₂CrO₄) | 중성~약알칼리성 (pH 6.5~10.5) | Cl⁻, Br⁻ (I⁻ 부적합) |
| Volhard법 | 역적정 | 철(III) 명반 (Fe³⁺) | 산성 (pH 1~2) | Cl⁻, Br⁻, I⁻, SCN⁻ |
| Fajans법 | 직접 적정 | 흡착 지시약 (플루오레세인 등) | 지시약에 따라 다름 (약산성~중성) | Cl⁻, Br⁻, I⁻, SCN⁻ |
한눈에 비교!: Mohr법 vs Volhard법 조건
| 특징 | Mohr법 | Volhard법 |
|---|
| 적정 조건 | 중성 또는 약알칼리성 (산성 X) | 산성 (알칼리성 X, Fe³⁺ 가수분해 방지) |
| 지시약 역할 | 음이온 (CrO₄²⁻)이 Ag⁺와 반응하여 적색 침전 | 양이온 (Fe³⁺)이 SCN⁻와 반응하여 적색 착물 |
| 적정 방식 | 직접 적정 | 역적정 |
암기 팁:
"Fajans는 Fluo, Volhard는 Fe"라고 외워보세요! Fajans법은 Fluorescein 계열의 흡착 지시약, Volhard법은 Ferric(철) 명반 지시약을 사용합니다. 또한 Mohr법은 "M-중(Middle, 중성)"으로 외워서 중성 조건임을 기억하세요.
국시 빈출 포인트: 은 적정법은 각 방법의
조건(pH)과
지시약을 연결 지어 묻는 문제가 가장 많이 출제됩니다. 특히 "산성 조건에서 할 수 없는 방법은?" 또는 "철 명반을 지시약으로 쓰는 방법은?" 식의 단순 매칭 문제와, "Mohr법과 Volhard법의 공통점/차이점"을 비교하는 문제가 자주 나와요.
기출 변형 주의!: "어떤 방법이 Cl⁻ 적정에 적합하지 않은가?"와 같은 변형이 가능해요. 예를 들어, Mohr법은 I⁻ 적정에 부적합하지만, Fajans법이나 Volhard법은 가능하다는 점을 기억해야 합니다. 또한 "실제 시료(예: 식염)의 염소 정량에 가장 적합한 방법은?" 같은 응용 문제도 연습해두세요.