핵심 해설
이 문제는 은 적정법(Argentometry) 중
Mohr법의 지시약을 묻는 전형적인 기초 분석화학 문제예요. 은 적정법은 질산은(AgNO₃) 표준액을 이용하여 할로겐화물(Cl⁻, Br⁻, I⁻)이나 시안화물(CN⁻) 등을 정량하는 침전 적정법으로, 사용되는 지시약과 종말점 판정 방식에 따라 크게
Mohr법, Volhard법, Fajans법으로 분류됩니다.
정답 근거 (Answer Rationale)
핵심! Mohr법은
크롬산칼륨(K₂CrO₄)을 지시약으로 사용하는 것이 정답이에요. 적정 초기에는 Cl⁻가 먼저 Ag⁺와 반응하여 흰색의 AgCl 침전을 형성하다가, 종말점 부근에서 모든 Cl⁻가 소모되면 과잉의 Ag⁺가 CrO₄²⁻와 반응하여
벽돌색(Brick-red) Ag₂CrO₄ 침전이 생성됩니다. 이 색 변화를 육안으로 확인하며 적정을 종료합니다. Mohr법은 중성~약알칼리성(pH 6.5~10.5)에서 수행해야 하며, 너무 산성일 경우 CrO₄²⁻가 HCrO₄⁻로 전환되어 지시약 기능을 상실한다는 점도 함께 기억하세요.
오답 분석 (Distractor Analysis)
①
혼동 주의! 에오신(Eosin): Fajans법에서 Br⁻, I⁻, SCN⁻ 적정 시 사용하는
흡착 지시약(Adsorption indicator)이에요. 종말점에서 침전 표면에 흡착되어 분홍색~적자색으로 변합니다.
③
플루오레세인(Fluorescein): Fajans법에서 Cl⁻ 적정 시 사용하는 흡착 지시약입니다. 종말점에서 황록색에서 분홍색으로 변해요.
④
철명반(Ferric ammonium sulfate):
Volhard법에서 사용하는 지시약이에요. 과잉의 Ag⁺를 SCN⁻로 역적정할 때, 남은 SCN⁻가 Fe³⁺와 반응하여
적갈색 Fe(SCN)²⁺ 착물을 형성하는 원리입니다.
⑤
디페닐카르바존(Diphenylcarbazone): 주로 수은(Hg²⁺)의 킬레이트 적정이나 중금속 이온 검출에 사용되는 지시약이며, 은 적정법에서는 거의 사용되지 않아요.
개념 정리 : 은 적정법 3대 방법별 지시약과 종말점 정리
| 방법 | 지시약 | 종말점 변화 | 적정 조건 |
|---|
| Mohr법 | 크롬산칼륨 (K₂CrO₄) | 흰색 AgCl → 벽돌색 Ag₂CrO₄ | 중성~약알칼리성 (pH 6.5~10.5) |
| Volhard법 | 철명반 (FeNH₄(SO₄)₂) | 무색 → 적갈색 Fe(SCN)²⁺ | 강산성 (HNO₃ 존재) |
| Fajans법 | 플루오레세인 / 에오신 | 침전 표면 색 변화 (흡착) | 약산성~중성 (지시약 pKa 고려) |
한눈에 비교! : Mohr법 vs Volhard법 vs Fajans법 핵심 차이점
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Mohr법: 직접 적정, Cl⁻와 Br⁻에만 적용 가능 (I⁻와 SCN⁻는 AgI/AgSCN 침전이 너무 강해 CrO₄²⁻ 반응을 방해)
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Volhard법: 역적정 방식, 할로겐화물 모두 가능, 강산성 조건에서도 가능 (산에 불안정한 Ag₂CrO₄ 사용하지 않음)
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Fajans법: 흡착 지시약 사용, 빠르고 간편하나 침전 표면적과 pH 조건에 민감
국시 빈출 포인트 : "각 방법의 지시약과 종말점 반응 화학식을 묻는 문제가 자주 출제됩니다. 특히 Ag₂CrO₄의 벽돌색, Fe(SCN)²⁺의 적갈색, 플루오레세인의 분홍색 전환을 각 방법과 연결시키세요. 또한 Mohr법이 Cl⁻와 Br⁻에만 적용되고 I⁻와 SCN⁻에는 적용 불가능한 이유를 묻는 심화 문제도 출제 가능성이 있어요."