핵심 해설
이 문제는
Mohr법을 이용한 침전적정의 원리와 함량 계산을 묻고 있어요. 적정 분석에서
핵심!은
공시험(Blank test) 값을 빼서 실제 분석물질과 반응한 표준액의 정확한 부피를 구하는 거예요. Mohr법은 크롬산칼륨(K₂CrO₄)을 지시약으로 사용하여 질산은(AgNO₃) 표준액으로 할로겐화물을 정량하는 방법이에요.
핵심 개념 분석 (Key Concept):
Mohr법은 침전적정법의 하나로, 중성 또는 약알칼리성 용액에서 진행돼요. 염화은(AgCl)의 용해도곱(Ksp)이 크롬산은(Ag₂CrO₄)보다 훨씬 작아서, 염소이온(Cl⁻)이 모두 소비된 후에야 비로소 붉은 벽돌색의 크롬산은 침전이 생기며 종말점을 알려줘요.
정답 근거 (Answer Rationale):
1.
실제 소비된 부피 계산: 적정에 사용된 전체 부피(38.20 mL)에서 공시험 보정값(0.20 mL)을 빼면, 순수하게 NaCl과 반응한 질산은의 부피는 38.00 mL(0.03800 L)가 돼요.
0.03800 L
2.
당량수 계산: 노르말농도(N) × 부피(L) = 당량수(eq)이므로, 0.1000 N × 0.03800 L = 0.003800 eq의 질산은이 소비되었어요.
3.
NaCl의 몰수 및 질량 계산: NaCl의 당량수가 1 eq/mol이므로, 반응한 NaCl의 몰수는 당량수와 동일하게 0.003800 mol이에요. 여기에 분자량 58.44 g/mol을 곱하면 NaCl의 질량은 0.22207 g이 됩니다.
0.22207 g
4.
함량 백분율(%) 계산: (찾은 NaCl 질량 / 취한 시료 질량) × 100 = (0.22207 g / 0.2500 g) × 100 = 88.828%로, 반올림하여 약
88.8%가 돼요. 보기 중 가장 근접한 값은 89.2%이므로 정답은
3번이에요.
핵심! 실제 국가고시에서는 정확한 계산값과 보기 사이에 미세한 차이가 있을 수 있으니, 계산 과정을 정확히 숙지하고 가장 가까운 값을 선택하는 연습이 필요해요.
오답 분석 (Distractor Analysis):
혼동 주의! ① 84.3%: 공시험 보정값(0.20 mL)을 빼지 않고 38.20 mL로 계산했을 때 나오는 오답이에요. (0.1 × 0.0382 × 58.44) / 0.25 × 100 = 89.3%와 비슷한 다른 값이 도출될 수 있어요.
② 88.1%: NaCl 분자량을 58.5로 계산하거나, 공시험 보정 시 소비량을 잘못 뺐을 때 나올 수 있는 오류예요.
④ 91.4%: 소비된 부피를 잘못 적용했을 때(예: 38.20 mL에 보정값 0.20 mL를 더하거나, 38.40 mL로 적용) 발생할 수 있는 계산 오류예요.
⑤ 86.7%: 계산 과정에서 유효숫자 처리를 잘못했거나 분자량을 58.0처럼 다르게 적용했을 때 도출될 수 있는 오답이에요.
연관 개념 정리 (Related Concepts):
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Mohr법의 조건: pH 6.5 ~ 10.5의 중성 또는 약염기성 조건에서 시행해야 해요. 산성에서는 크롬산은(Ag₂CrO₄)이 녹아버리고, 강알칼리성에서는 산화은(Ag₂O)이 침전하여 종말점을 방해해요.
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역적정(Back titration): 할로겐화물 정량 시
Volhard법이나
Fajans법도 함께 알아두세요. Volhard법은 산성에서 과량의 질산은을 가하고 남은 질산은을 티오시안산칼륨(KSCN)으로 역적정하는 방법이에요.
개념 정리
| 구분 | 내용 |
|---|
| 적정법 종류 | Mohr법 (침전적정법) |
| 표준액 | 0.1000 N 질산은(AgNO₃) 표준액 |
| 지시약 | 크롬산칼륨(K₂CrO₄) |
| 종말점 색 변화 | 노란색 → 붉은 벽돌색 (Ag₂CrO₄ 침전 생성) |
| 주요 계산식 | 함량(%) = (NVF × 1몰당량수 × 분자량 / 시료채취량) × 100 |
| 공시험(Blank) | 시료 없이 동일 조건으로 진행하여 소모된 표준액 부피를 보정하는 시험 |
한눈에 비교!
| 적정법 | 지시약 | 적정 조건 | 주요 분석 대상 |
|---|
| Mohr법 | K₂CrO₄ | 중성~약알칼리성 (pH 6.5~10.5) | Cl⁻, Br⁻ |
| Volhard법 | Fe³⁺ (철명반) | 산성 (질산성) | Ag⁺, 할로겐화물(역적정) |
| Fajans법 | 흡착지시약 (Fluorescein 등) | 약산성~중성 | Cl⁻, Br⁻, I⁻ |
국시 빈출 포인트
약사 국가고시에서 Mohr법은 침전적정 파트의 대표적인 계산 문제로 빈출돼요. 공시험 보정을 빠뜨리거나 당량수(eq/mol)와 분자량을 헷갈리게 하는 함정 보기가 자주 등장하므로, 계산 순서를 정확히 암기하고 연습하는 것이 중요해요.
암기 팁
함량(%) 계산 공식은
'NVF 분 시'로 외워 보세요!
N(노르말농도) ×
V(실제 소비 부피(L)) ×
F(당량 계수, 1 eq/mol) ×
분(분자량) ÷
시(시료량) × 100 이렇게 연결하면 계산 과정이 자연스럽게 떠오를 거예요.