핵심 해설
이 문제는 티오황산나트륨(
Sodium Thiosulfate, Na₂S₂O₃) 표준액의 표정(
Standardization)에 사용되는 일차 표준물질(
Primary Standard)을 묻고 있어요. 티오황산나트륨은 요오드 적정법(
Iodometric Titration)에서 환원제로 사용되며, 공기 중 산화와 미생물 분해에 불안정하기 때문에 반드시 표정 과정을 거쳐 정확한 농도를 결정해야 합니다.
정답 근거 (Answer Rationale)
핵심! 티오황산나트륨 표준액의 표정은
간접 요오드 적정법(Indirect Iodometry)을 이용합니다. 일차 표준물질인
중크롬산칼륨(Potassium Dichromate, K₂Cr₂O₇)을 과량의 요오드화칼륨(
KI)과 반응시켜 요오드(
I₂)를 유리시킨 후, 이 유리된 I₂를 티오황산나트륨 용액으로 적정합니다.
-
반응식: K₂Cr₂O₇ + 6KI + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 3I₂ + 7H₂O + 8K⁺
-
적정 반응: I₂ + 2Na₂S₂O₃ → 2NaI + Na₂S₄O₆
중크롬산칼륨은 순도가 높고(
99.9% 이상), 공기 중에서 안정하며 흡습성이 거의 없어 일차 표준물질의 조건을 완벽히 만족합니다.
오답 분석 (Distractor Analysis)
①
혼동 주의! 탄산나트륨(Na₂CO₃)은 산-염기 적정에서
염산(HCl) 표준액의 일차 표준물질로 사용됩니다.
② 수산화나트륨(NaOH)은 강한 흡습성과 공기 중 이산화탄소 흡수로 인해 일차 표준물질로 부적합합니다.
③ 염화나트륨(NaCl)은 은적정법(Argentometry)에서 질산은(AgNO₃) 표준액의 표정에 주로 사용됩니다.
④
혼동 주의! 황산철(II)암모늄(FAS, Ferrous Ammonium Sulfate)은 과망간산칼륨(KMnO₄) 표준액의 표정에 일차 표준물질로 사용되며, 이는 산화-환원 적정이지만 요오드 적정법과는 무관합니다.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
일차 표준물질의 조건:
① 순도 99.9% 이상,
② 공기 중 안정성 (흡습성 없음),
③ 큰 당량 중량,
④ 적정 조건에서 부반응 없음. 티오황산나트륨 표정 시 중크롬산칼륨 외에도 요오드산칼륨(KIO₃)이나 브롬산칼륨(KBrO₃)도 사용 가능하지만, 중크롬산칼륨이 가장 대표적입니다.
개념 정리: 적정법별 일차 표준물질
| 적정법 | 표준액 | 일차 표준물질 |
|---|
| 산-염기 적정 | HCl | 탄산나트륨(Na₂CO₃) |
| 산-염기 적정 | NaOH | 프탈산수소칼륨(KHP) |
| 산화-환원 적정 | KMnO₄ | 황산철(II)암모늄(FAS) |
| 산화-환원 적정 | Na₂S₂O₃ | 중크롬산칼륨(K₂Cr₂O₇) |
| 침전 적정 | AgNO₃ | 염화나트륨(NaCl) |
암기 팁: "티오황산나트륨 = 크롬"이라고 외우세요. 티오황산나트륨(T)은 중크롬산칼륨(C)으로 표정합니다. T-C로 기억하면 헷갈리지 않아요!
국시 빈출 포인트: 각 표준액의 일차 표준물질과 적정 방식(직접법/간접법)을 연결 지어 묻는 문제가 자주 출제됩니다. 특히 티오황산나트륨은
간접법(iodometry)이라는 점을 강조하세요.
기출 변형 주의!: "중크롬산칼륨 대신 요오드산칼륨(KIO₃)을 일차 표준물질로 사용할 수 있는가?" 또는 "표정 과정에서 KI를 과량 첨가하는 이유는?" 등으로 변형되어 출제될 수 있습니다.