# 0.100 M 아세트산(CH₃COOH, Ka = 1.8 × 10⁻⁵) 수용액 50.0 mL를 0.100 M NaOH로 적정할 때, NaOH 25.0 mL를 가한 시점(반당량점)에서의 pH로 가장 옳은 것은?

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> language: ko  
> subject: 수용액 산염기 적정

## 문제

0.100 M 아세트산(CH₃COOH, Ka = 1.8 × 10⁻⁵) 수용액 50.0 mL를 0.100 M NaOH로 적정할 때, NaOH 25.0 mL를 가한 시점(반당량점)에서의 pH로 가장 옳은 것은?

## 보기

1. 9.22
2. 8.72
3. 4.74 **✔ 정답**
4. 7.00
5. 5.04

**정답: 3**

## 해설

반당량점에서는 [CH₃COOH] = [CH₃COO⁻]이므로 Henderson-Hasselbalch 식에 의해 pH = pKa = -log(1.8 × 10⁻⁵) = 4.74이다. 이 지점은 완충 용량이 최대인 지점이기도 하다. 5.04는 log 계산 실수, 9.22는 당량점 이후 과잉 NaOH 영역의 값과 혼동한 오답이다.

## 심화 해설

핵심 해설
이 문제는 **약산-강염기 적정 곡선의 반당량점(Half-equivalence point)**에서 pH를 계산하는 문제예요. 약사 국가고시에서 완충 용액(Buffer solution)의 원리와 헨더슨-하셀바흐 식(Henderson-Hasselbalch equation)의 실전 적용을 묻는 대표적인 유형이랍니다.

**핵심 개념 분석 (Key Concept)**: 반당량점이란 적정 과정에서 처음 존재하던 약산(HA)의 절반이 강염기(OH⁻)와 중화되어 짝염기(A⁻)로 변한 지점을 말해요. 이 지점에서는 **남아있는 약산의 농도 [HA]와 생성된 짝염기의 농도 [A⁻]가 정확히 같아집니다**. 이때 헨더슨-하셀바흐 식(pH = pKa + log([A⁻]/[HA]))에 대입하면 log(1) = 0이 되므로 **pH는 곧 약산의 pKa 값과 동일**해져요.

이 문제의 경우, 아세트산(CH₃COOH)의 Ka = 1.8 × 10⁻⁵이므로, pKa = -log(1.8 × 10⁻⁵) = 4.74가 된답니다. 따라서 반당량점에서의 pH는 4.74예요.

**정답 근거 (Answer Rationale)**: 핵심! 약산-강염기 적정에서 **반당량점의 pH = pKa**라는 원리를 정확히 이해하고, 로그 계산을 수행하면 정답인 ③번 4.74를 도출할 수 있어요. 이 지점은 외부에서 산이나 염기를 첨가해도 pH 변화가 가장 적은, 즉 완충 용량(Buffer capacity)이 최대가 되는 지점이기도 하여 약제학적으로 매우 중요하답니다.

**오답 분석 (Distractor Analysis)**:
혼동 주의! ①번 9.22와 ②번 8.72는 약산-강염기 적정의 **당량점(Equivalence point) 이후** 또는 **당량점에서의 pH**와 혼동할 때 발생하는 전형적인 오답이에요. 약산-강염기 적정의 당량점에서는 약산이 모두 짝염기 형태로 존재하므로, 약염기의 가수분해로 인해 pH가 7보다 큰 염기성(약 pH 8~9)을 띠게 됩니다. ④번 7.00은 강산-강염기 적정의 당량점 pH로, 약산-강염기 적정의 특성을 이해하지 못했을 때 선택할 수 있어요. ⑤번 5.04는 pKa 계산 시 로그 값을 잘못 적용한 계산 실수로 발생하는 오답이에요.

**연관 개념 정리 (Related Concepts)**: 약제학과 약물동태학에서 완충계는 매우 중요해요. 예를 들어, 주사제의 pH 조절, 생체 내 혈액 완충계, 약물의 이온화 정도에 따른 흡수 차이(pH-분배 가설, pH-partition hypothesis) 등에 이 원리가 적용된답니다. 약산성 약물(Acidic drug)은 위장관처럼 pH가 낮은 환경에서 비이온형(Non-ionized form) 비율이 높아 흡수가 잘 되는 원리와 연결해서 이해해두면 좋아요.

개념 정리: 적정 과정에서의 pH 변화

한눈에 비교!:

| 구분 | 적정 시작점 | 반당량점 | 당량점 | 과량의 염기 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 주요 화학종 | 약산(HA) | [HA] = [A⁻] | 짝염기(A⁻) | 과잉 OH⁻ |
| pH 결정 인자 | 약산의 Ka | pH = pKa | 짝염기의 Kb | 과잉 강염기의 농도 |
| 아세트산 적정 예시 | 약 2.87 | 4.74 | 약 8.72 | 12 이상 |

암기 팁: **"반(Half)은 반하다, 그래서 같다(Equal)!"** → 반당량점에서는 약산과 짝염기의 농도가 같으므로 log([A⁻]/[HA])가 0이 되어 pH = pKa라는 사실을 떠올리세요!

국시 빈출 포인트: 이 주제는 약제학, 분석화학, 약품분석학에서 단골로 출제돼요. 단순한 pH 계산뿐만 아니라, **"완충 용량이 최대인 지점은?"** 또는 **"주어진 약산 약물이 특정 pH의 체액에서 이온화되는 비율은?"**과 같은 응용 문제로도 자주 등장한답니다.

기출 변형 주의!: 단순히 pH를 계산하는 것을 넘어, 특정 약물의 pKa와 환경의 pH가 주어졌을 때 약물의 흡수율을 예측하거나, 완충액 제조 시 필요한 산과 짝염기의 비율을 계산하는 제약 실무형 문제로 변형될 수 있어요. 예를 들어 "pKa 4.5인 약산성 약물이 pH 1.5인 위와 pH 7.4인 소장에서 각각 이온화되는 비율은?" 같은 문제에 대비하세요!

## 임상 시나리오

약국/임상 실무 가이드
**임상 시나리오 (Clinical Scenario)**: 병원 약국에서 근무하는 약사인 당신은 아스피린(Aspirin, pKa ≈ 3.5)과 같은 약산성 약물의 복약지도를 하고 있어요. 한 환자가 "아스피린을 공복에 먹으면 속이 쓰린데, 우유랑 같이 먹어도 되나요?"라고 질문합니다. 이때 단순히 "위장장애를 줄이기 위해 음식과 함께 복용하세요"라는 일반적인 답변보다, 약물의 이온화 평형과 흡수 원리를 바탕으로 설명할 수 있다면 환자의 신뢰를 얻을 수 있겠죠.

**복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention)**:
1. **처방 검수(DUR)**: 아스피린 처방 시 위장관 부작용 과거력, 병용 약물(특히 다른 NSAIDs, 항응고제)을 확인합니다.
2. **문제 평가(Evaluation)**: 아스피린은 약산성(pKa 3.5)으로, 강산성인 위액(pH 1~2)에서는 주로 비이온형으로 존재해 위 점막을 쉽게 통과합니다. 그러나 이 과정에서 위 점막 보호 인자인 프로스타글란딘(Prostaglandin) 합성을 억제해 직접적인 점막 손상을 일으킬 수 있어요. 우유는 위 내 pH를 일시적으로 상승시켜 아스피린의 이온화를 증가시키므로, 위 점막을 통한 직접적인 흡수 속도를 늦추고 손상을 다소 완화할 수 있지만, 흡수율 자체에는 큰 영향을 주지 않습니다.
3. **복약지도(Counseling) 및 중재(Intervention)**: 핵심! "아스피린은 위 점막을 자극할 수 있으므로, 공복보다는 식사 중이나 식후에 충분한 물과 함께 복용하는 것이 좋습니다. 우유와 함께 복용해도 괜찮지만, 위산을 근본적으로 억제하는 것은 아니므로, 속쓰림이 지속된다면 처방의와 상의하여 장용정(Enteric-coated tablet)이나 PPI(Proton Pump Inhibitor) 병용을 고려할 수 있어요."라고 복약지도할 수 있습니다.

복약지도 프로토콜: "이 약은 위장 장애를 일으킬 수 있으니 **반드시 음식과 함께 복용**하세요. 복용 후 바로 눕지 마시고, 만약 검은색 변(흑변, Melena)이나 심한 상복부 통증이 나타나면 즉시 병원에 방문하셔야 합니다."

선배 약사의 한마디: "약사는 단순히 약을 전달하는 사람이 아니에요. 환자가 겪는 사소한 불편감 하나도 '왜' 그런지 화학적·약리학적 원리로 이해하고 설명해줄 수 있을 때 진정한 전문가로서 존중받을 수 있답니다. pKa와 pH의 관계를 환자 복약지도에 활용하는 멋진 약사가 되어 보세요!"

## 핵심 개념

- **반당량점 (Half-equivalence point)** — 적정 과정에서 적정하려는 산(또는 염기)의 절반이 중화되어, 약산과 그 짝염기의 농도가 같아지는 지점을 말합니다. 이 지점에서 pH는 약산의 pKa와 동일하며, 완충 용량이 최대가 됩니다.
- **헨더슨-하셀바흐 식 (Henderson-Hasselbalch equation)** — 용액의 pH를 약산의 해리상수(pKa)와 짝염기 및 약산의 농도 비율로 나타내는 식입니다. (pH = pKa + log([A⁻]/[HA])) 완충 용액의 pH를 계산하거나 약물의 이온화 정도를 예측할 때 필수적으로 사용됩니다.
- **pKa (Acid dissociation constant at logarithmic scale)** — 산 해리 상수(Ka)의 음의 로그 값입니다. 약물 분자가 50% 해리되는 pH를 의미하며, 값이 작을수록 강한 산입니다. 약물의 체내 흡수, 분포, 배설을 좌우하는 핵심 지표입니다.
- **완충 용량 (Buffer capacity)** — 완충 용액이 외부에서 산이나 염기를 첨가할 때 pH 변화에 저항하는 정도를 나타냅니다. 완충 용량은 약산과 짝염기의 농도가 같을 때(pH = pKa) 최대가 됩니다.
- **당량점 (Equivalence point)** — 적정에서 첨가한 적정액의 몰수가 적정 대상 물질의 몰수와 화학양론적으로 정확히 일치하는 지점입니다. 약산-강염기 적정의 당량점에서는 용액이 약염기성을 띠므로 pH가 7보다 큽니다.

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