Mohr법으로 염화물(Cl⁻) 정량 시 적정을 중성 또는 약알칼리성(pH 6.5~10.5) 조건에서 수행해야 하는 이유로 가장 옳은 것은?

Mohr법에서 산성 조건이면 CrO₄²⁻가 Cr₂O₇²⁻로 전환되어 지시약 기능을 잃고, 강알칼리성 조건이면 Ag⁺가 Ag₂O 침전을 형성하여 정확한 적정이 불가능하다. 따라서 pH 6.5~10.5의 중성~약알칼리 조건이 필요하다.

핵심 해설 이 문제는 Mohr법(Argentometric titration, 은적정법)의 적정 조건에 대한 이해를 묻고 있어요. Mohr법은 질산은(AgNO₃) 표준용액으로 염화물(Cl⁻)을 정량할 때, 크롬산칼륨(K₂CrO₄) 지시약을 사용하는 직접 적정법이에요. 적정액이 과량으로 가해지면 은 이온(Ag⁺)이 크롬산 이온(CrO₄²⁻)과 반응하여 벽돌색(적갈색) 침전인 크롬산은(Ag₂CrO₄)이 생성되는 점을 종말점으로 해요. 적정 pH 조건이 중요한 이유는 지시약의 존재 형태와 은 이온의 화학적 안정성 때문이에요. 정답 근거 (Answer Rationale) 핵심! ④번이 정답입니다. 1. 산성 조건(pH < 6.5)의 문제: H⁺ 농도가 높아지면 지시약인 크롬산 이온(CrO₄²⁻)이 중크롬산 이온(Cr₂O₇²⁻)으로 전환돼요. Cr₂O₇²⁻는 Ag⁺와 반응하여 Ag₂CrO₄ 침전을 형성하지 못하므로 지시약 기능을 상실하게 됩니다. 또한 생성된 AgCl 침전이 산성 조건에서 용해도가 증가하여 정량 결과에 오차가 생겨요. 2. 강알칼리성 조건(pH > 10.5)의 문제: OH⁻ 농도가 높아지면 적정액인 Ag⁺가 OH⁻와 반응하여 산화은(Ag₂O) 침전을 형성합니다. 이렇게 되면 Ag⁺가 Cl⁻과 반응할 수 없게 되어 적정이 정상적으로 진행되지 않습니다. 따라서 Mohr법은 지시약과 적정액 모두 안정적인 pH 6.5~10.5의 중성~약알칼리성 조건에서 수행해야 정확한 결과를 얻을 수 있어요. 오답 분석 (Distractor Analysis) ①번: 혼동 주의! 플루오레세인(Fluorescein)은 Fajans법(흡착 지시약)에서 사용되는 지시약입니다. Mohr법의 지시약은 크롬산칼륨이므로 플루오레세인의 분해는 관련이 없습니다. 강알칼리성에서 AgCl이 과포화되는 것도 Mohr법의 주요 문제가 아니에요. ②번: 혼동 주의! 철명반(FeNH₄(SO₄)₂, Ferric ammonium sulfate)은 Volhard법(역적정법)에서 사용하는 지시약입니다. Mohr법에서는 사용하지 않아요. 또한 강알칼리성에서 CrO₄²⁻가 환원된다는 설명은 화학적으로 부정확합니다. ③번: 산성에서 AgCl이 산화된다는 것은 화학적으로 일어나지 않는 반응입니다. AgCl은 매우 안정한 침전이며, 산화 반응이 주 문제가 아닙니다. 강알칼리성에서 Ag⁺가 착물을 형성하는 것은 가능하지만, 가장 직접적인 문제는 Ag₂O 침전 생성입니다. ⑤번: 혼동 주의! 산성에서 크롬산이 과잉 형성된다는 표현은 부정확합니다. 정확히는 크롬산 이온(CrO₄²⁻)이 중크롬산 이온(Cr₂O₇²⁻)으로 전환되는 평형 반응이 문제입니다. 강알칼리성에서 AgCl 침전이 재용해된다는 설명도 부적절합니다(AgCl은 알칼리에서 재용해되지 않으며, 주된 문제는 Ag₂O 생성입니다). 연관 개념 정리 (Related Concepts) 염화물 정량법 3가지를 비교하여 기억하세요:

적정법	지시약	적정 조건(pH)	종말점
Mohr법	크롬산칼륨(K₂CrO₄)	중성~약알칼리(pH 6.5~10.5)	Ag₂CrO₄ 적갈색 침전
Volhard법	철명반(Fe³⁺)	산성(pH 1~2)	Fe(SCN)₃ 적색 용액
Fajans법	플루오레세인(흡착)	약산성~중성(pH 4~10)	침전 표면 색 변화

개념 정리 Mohr법의 핵심: 직접 적정 + K₂CrO₄ 지시약. 적정 종말점에서 Ag⁺가 과량으로 존재할 때 CrO₄²⁻와 반응하여 Ag₂CrO₄ 침전(적갈색)을 형성합니다. pH 조절이 필수적인 이유는 지시약(CrO₄²⁻ ↔ Cr₂O₇²⁻ 평형)과 적정액(Ag⁺ 안정성)을 모두 보호하기 위함입니다. 한눈에 비교! Mohr법(직접) vs Volhard법(역적정): 직접 적정은 간편하지만 산성 시료에 적용 불가(AgCl 용해도 증가). Volhard법은 산성 조건에서 가능하며 할로겐화물 정량에 폭넓게 사용됩니다. 암기 팁 "Mohr = More basic(중성~약알칼리), Volhard = Very acidic(산성), Fajans = Flexible(약산~중성)"으로 기억하세요. 지시약 이름도 함께: M(크롬산칼륨)-V(철명반)-F(플루오레세인) 국시 빈출 포인트 약사 국가고시에서 Mohr법의 적정 조건(pH 범위)과 각 조건에서 일어나는 구체적인 화학 반응(CrO₄²⁻ → Cr₂O₇²⁻, Ag⁺ → Ag₂O)이 자주 출제됩니다. 또한 Mohr법의 제한점(산성 시료 불가, Br⁻/Cl⁻만 정량 가능, Ag⁺가 다른 음이온과 침전 형성)도 함께 물어볼 수 있어요. 기출 변형 주의! "Mohr법으로 Cl⁻ 정량 시 시료가 산성일 때 NaHCO₃로 중화시키는 이유는?" → CrO₄²⁻가 Cr₂O₇²⁻로 전환되는 것을 방지하고 지시약 기능을 유지하기 위함입니다.

약국/임상 실무 가이드 약품분석학에서 배우는 Mohr법은 약국 실무보다는 의약품 품질 관리(QC, Quality Control) 분야에서 중요하게 활용됩니다. 예를 들어, 주사제나 점적 주입용 생리식염수(0.9% NaCl)의 염화물 함량을 확인하거나, 경구용 수액제(ORS, Oral Rehydration Solution)의 전해질 조성 분석 시 적용됩니다. 임상 시나리오 (Clinical Scenario) 제약회사 QC 연구원이 생리식염수 제조 배치(Batch)의 염화나트륨(NaCl) 함량을 Mohr법으로 분석합니다. 시료의 pH를 측정해보니 pH 4.5로 산성이었습니다. 연구원은 Mohr법을 진행하기 전에 탄산수소나트륨(NaHCO₃) 용액을 가하여 pH를 7.0~7.5로 조정합니다. 중재 전략 (Intervention Strategy) 1. pH 확인 및 조정: 시료가 산성(pH < 6.5)이면 지시약인 크롬산칼륨이 중크롬산으로 전환되므로, 묽은 NaHCO₃ 용액으로 중화시켜 pH 7.0~8.0으로 맞춥니다. 2. 적정 수행: 중화된 시료에 K₂CrO₄ 지시약을 소량(1 mL) 가하고, AgNO₃ 표준용액으로 적정합니다. 종말점은 용액 전체가 영구적인 적갈색으로 변하는 지점입니다. 3. 공시험(Blank test): 증류수로 동일한 절차를 수행하여 바탕값을 보정합니다. 환자 안전 및 주의사항 (Precautions) - 약국 실무에서는 환자에게 직접 적용하는 분석보다는 약전 기준 시험의 일환으로 이해하세요. - 핵심! Mohr법으로 정량 가능한 할로겐화물은 Cl⁻와 Br⁻뿐입니다. I⁻와 SCN⁻는 Ag⁺와 강하게 흡착되어 종말점 판별이 어렵습니다. 선배 약사의 한마디 "약국에서 직접 적정법을 쓸 일은 드물지만, 의약품 제조 과정의 품질 관리(QC)나 수입 의약품 검정 시험에서 이런 분석 원리가 그대로 적용돼요. 특히 'pH에 따라 분석법이 달라진다'는 개념은 약사가 의약품 안정성(Stability)과 용출( Dissolution) 시험을 이해하는 기본 바탕이 됩니다. 시험지에서 Mohr법과 Volhard법을 헷갈리지 않도록 '지시약-적정 조건-종말점'을 하나의 세트로 암기하세요!"