# 다음 중 약산의 적정에서 적정 곡선의 기울기가 당량점 부근에서 가장 완만(불분명)하게 나타나는 경우는?

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> subject: 수용액 산염기 적정

## 문제

다음 중 약산의 적정에서 적정 곡선의 기울기가 당량점 부근에서 가장 완만(불분명)하게 나타나는 경우는?

## 보기

1. 농도가 높은 약산을 강염기로 적정하는 경우
2. pKa가 매우 작은 약산(pKa ≈ 1)을 강염기로 적정하는 경우
3. 강염기 대신 약염기로 적정하는 경우
4. 강산을 강염기로 적정하는 경우
5. pKa가 매우 큰 약산(pKa ≈ 11)을 강염기로 적정하는 경우 **✔ 정답**

**정답: 5**

## 해설

pKa가 매우 큰 약산은 산성이 극히 약하여 당량점 부근에서 pH 변화가 완만하고 종말점 판별이 어렵다. 또한 약산-약염기 적정(선택지 5)도 당량점이 불분명하지만, 문제에서 약산의 pKa 영향을 묻고 있으므로 pKa ≈ 11인 경우가 가장 직접적인 답이다. 강산-강염기 적정은 당량점이 가장 뚜렷하다.

## 심화 해설

핵심 해설
이 문제는 산-염기 적정 곡선(Acid-Base Titration Curve)에서 당량점(Equivalence Point) 부근의 기울기 변화를 이해하고 있는지를 평가하는 전형적인 유형이에요. 적정 곡선의 기울기는 적정 시약의 세기와 분석물의 산/염기 해리 상수(pKa)에 크게 영향을 받습니다.

1.  **핵심 개념 분석 (Key Concept)**
적정 곡선에서 당량점 부근의 기울기가 완만하다는 것은 pH 변화가 급격하지 않아 종말점(End Point) 판별이 어렵다는 뜻이에요. 이는 분석물(약산)의 pKa가 물의 자동 이온화(Autoprotolysis) 영역(약 pH 0~14)에 가깝거나, 적정에 사용되는 염기가 약해서 pH 변화 폭이 작을 때 나타납니다. 특히 매우 약한 산(pKa > 10)을 강염기로 적정할 때는 당량점 부근의 pH 변화 폭이 매우 좁아져 기울기가 거의 수평에 가깝게 됩니다.

2.  **정답 근거 (Answer Rationale)**
pKa ≈ 11인 약산은 물보다도 약한 산입니다. 이런 극도로 약한 산을 강염기로 적정하면, 적정 초기부터 용액의 pH가 거의 염기성 영역에 머물러 있고, 당량점에서도 급격한 pH 변화가 일어나지 않아 기울기가 가장 완만해집니다. 따라서 핵심! 약산의 pKa가 7에서 멀어질수록(특히 큰 값으로 갈수록) 당량점 부근의 곡선 기울기는 더욱 완만해집니다.

3.  **오답 분석 (Distractor Analysis)**
혼동 주의! 각 선택지를 하나씩 살펴볼게요.
① 오답 농도가 높은 약산을 강염기로 적정하면 오히려 완충 구역(Buffer region)의 완충 용량(Buffer capacity)이 커지지만, 당량점 부근의 pH 도약(pH jump)은 농도가 높을수록 더 급격하고 뚜렷해집니다.
② 오답 pKa ≈ 1인 약산은 강산에 가깝습니다. 강산-강염기 적정과 유사하게 당량점 부근에서 pH가 급격히 변하여 기울기가 가파릅니다.
③ 오답 약산을 약염기로 적정하는 경우는 당량점 부근의 기울기가 매우 완만해 종말점 판별이 거의 불가능하지만, 문제는 "약산의 적정에서" 어떤 조건일 때 가장 완만한지를 묻고 있습니다. 약염기 적정도 완만하지만, pKa가 극단적으로 큰 약산(pKa ≈ 11)을 강염기로 적정하는 경우가 더 직접적인 답입니다.
④ 오답 강산-강염기 적정은 당량점 부근에서 pH가 3에서 11로 급격히 변하여 기울기가 가장 가파릅니다.

4.  **연관 개념 정리 (Related Concepts)**
약산의 적정 가능 여부는 pKa ± 1 범위 이론에 따라 판단합니다. 일반적으로 약산의 pKa가 8보다 작아야 강염기로 적정 시 당량점 부근의 pH 변화를 명확히 관찰할 수 있습니다. pKa가 8보다 크면 적정이 거의 불가능하다고 봅니다.

개념 정리 적정 곡선 기울기와 분석물의 pKa 관계

| 분석물 (Analyte) | 적정 시약 (Titrant) | 당량점 기울기 | 특징 |
| --- | --- | --- | --- |
| 강산 (Strong Acid) | 강염기 (Strong Base) | 매우 가파름 | pH 도약이 가장 큼 (pH 3→11) |
| 약산 (pKa=4~8) | 강염기 | 가파름 | 적정 가능, 명확한 종말점 |
| 약산 (pKa≈11) | 강염기 | 매우 완만 | 종말점 판별 거의 불가 |
| 약산 (pKa≈11) | 약염기 | 거의 평탄 | 적정 불가능 |

한눈에 비교! 당량점 기울기 순서 (가파름 → 완만): 강산-강염기 > 약산(pKa 4~8)-강염기 > 약산(pKa 11)-강염기 > 약산-약염기

약리기전 포인트 적정 곡선은 약물의 생체 내 용해도(Solubility)와 해리도(Ionization)를 예측하는 데에도 활용됩니다. 예를 들어, 약산성 약물(pKa 3~5)은 위(pH 1~3)에서 비해리 형태로 존재하여 흡수가 잘 되고, 장(pH 5~8)에서는 해리되어 흡수가 감소하는 pH 분할 가설(pH Partition Hypothesis)을 이해하는 데 도움이 됩니다.

암기 팁 핵심! "pKa가 7에서 멀어질수록 적정이 어렵다!" pKa가 7에 가까울수록 당량점 부근의 pH 변화가 뚜렷하고, 7에서 멀어질수록(특히 10 이상) 완만해집니다.

국시 빈출 포인트 약사 국가고시에서는 단순히 "pKa가 큰 약산의 적정 곡선이 완만하다"는 사실뿐만 아니라, "pKa가 5.0인 약산과 pKa가 9.0인 약산 중 강염기로 적정 시 종말점 판별이 용이한 것은?"과 같은 비교 문제로 출제됩니다.

기출 변형 주의! "다음 중 0.1M NaOH로 적정할 때 종말점을 가장 정확히 알 수 있는 약산은?" (보기: 아세트산 pKa 4.76, 페놀 pKa 10.0, 벤조산 pKa 4.2) → 정답은 pKa가 가장 작은(강한) 약산인 아세트산 또는 벤조산입니다. pKa가 10인 페놀은 적정이 거의 불가능합니다.

## 임상 시나리오

약국/임상 실무 가이드
적정 곡선의 이해는 약국에서 의약품의 제형 설계(Formulation Design)와 순도 시험(Purity Test)에 직접적으로 활용됩니다.

- **임상 시나리오 (Clinical Scenario)**
약국에서 제조하는 외용 연고제(Topical Ointment)에 들어갈 살리실산(Salicylic Acid, pKa 2.97)의 함량을 확인하기 위해 산-염기 적정법을 사용합니다. 약사는 살리실산을 강염기(NaOH)로 적정할 때 당량점 부근에서 pH가 급격히 변하는 것을 관찰하고 종말점을 정확히 판단할 수 있습니다.

- **복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention)**
핵심! 약사는 적정 곡선의 원리를 바탕으로 해당 제제의 함량(Assay)을 정확히 계산하고, 제품의 품질(Quality)과 안전성(Safety)을 보장합니다. 예를 들어, 살리실산 연고의 함량이 기준보다 낮으면 치료 효과가 떨어지고, 높으면 피부 자극이 발생할 수 있으므로 정확한 적정이 필수적입니다.

- **환자 안전 및 주의사항 (Precautions)**
약물의 산/염기 특성을 이해하면, 약물의 안정성(Stability)과 용해도(Solubility) 예측에도 도움이 됩니다. 약산성 약물을 알칼리성 부형제(Excipient)와 함께 제조할 경우, 약물이 염(Salt) 형태로 전환되어 용해도가 증가하거나 반대로 분해(Decomposition)될 수 있음을 주의해야 합니다.

선배 약사의 한마디 "약제학에서 배우는 적정 원리는 단순히 시험 문제를 푸는 데 그치지 않아요! 약국에서 의약품을 조제하거나 제조할 때, 원료 의약품의 순도와 함량을 직접 확인해야 하는 경우가 생깁니다. 이때 적정 곡선의 기울기와 당량점 개념을 정확히 이해하고 있어야 오차 없는 정확한 결과를 얻을 수 있어요. 이론이 실제 업무와 연결된다는 걸 꼭 기억하세요!"

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