# 다음 중 Fajans법에서 흡착 지시약으로 플루오레세인을 사용할 때, 종말점에서 나타나는 색 변화와 그 원리를 가장 올바르게 설명한 것은?

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> subject: 침전 적정

## 문제

다음 중 Fajans법에서 흡착 지시약으로 플루오레세인을 사용할 때, 종말점에서 나타나는 색 변화와 그 원리를 가장 올바르게 설명한 것은?

## 보기

1. 당량점 이후에 AgCl 입자 표면이 Ag⁺를 흡착하여 양전하를 띠고, 플루오레세인 음이온이 흡착되어 침전이 적색(장미색)으로 변한다. **✔ 정답**
2. 당량점 이후에 AgCl 입자 표면이 Cl⁻를 흡착하여 음전하를 띠고, 플루오레세인 양이온이 흡착되어 침전이 적색(장미색)으로 변한다.
3. 당량점 이후에 AgCl 입자 표면이 Ag⁺를 흡착하여 양전하를 띠고, 플루오레세인 양이온이 흡착되어 침전이 황록색에서 청색으로 변한다.
4. 당량점 이전에 AgCl 입자 표면이 Ag⁺를 흡착하여 양전하를 띠고, 플루오레세인 음이온이 흡착되어 침전이 황록색에서 청색으로 변한다.
5. 당량점 이전에 AgCl 입자 표면이 Cl⁻를 흡착하여 음전하를 띠고, 플루오레세인 음이온이 반발하여 용액이 황록색에서 적색으로 변한다.

**정답: 1**

## 해설

Fajans법 흡착 지시약 원리:
① 당량점 이전: 과잉 Cl⁻가 AgCl 표면에 흡착 → 표면 음전하 → 플루오레세인 음이온 반발 → 지시약은 용액 중에 황록색 형광 유지
② 당량점 이후: 과잉 Ag⁺가 AgCl 표면에 흡착 → 표면 양전하 → 플루오레세인 음이온(플루오레세이네이트)이 정전기적 인력으로 흡착 → 침전 표면에서 구조 변화로 적색(장미색) 발현
핵심: 플루오레세인은 음이온, 당량점 이후 Ag⁺ 과잉으로 표면이 양전하를 띨 때 흡착되어 색 변화 발생

## 심화 해설

핵심 해설
이 문제는 침전 적정법 중 하나인 파얀스법(Fajans method)의 원리와 종말점 판정을 묻고 있어요. 파얀스법은 할로겐화 이온(예: Cl⁻)을 질산은(AgNO₃) 표준액으로 적정할 때 흡착 지시약(Adsorption indicator)을 사용하는 방법입니다. 여기서 흡착 지시약인 플루오레세인(Fluorescein)은 약산성이므로 염기성 용액에서 음이온(플루오레세이네이트)으로 존재해요.

**핵심 개념 분석 (Key Concept)**: 핵심! 콜로이드성 침전 입자의 표면 전하가 당량점을 기준으로 급격히 변하는 것을 이용합니다.
1. **당량점 이전**: 용액 내에 Cl⁻가 과잉으로 존재 → AgCl 침전 입자가 Cl⁻를 우선적으로 흡착하여 표면이 **음전하(-)**를 띱니다. → 음이온인 플루오레세인은 정전기적 반발력에 의해 흡착되지 못하고 용액 중에 남아 황록색(Yellowish-green) 형광을 띱니다.
2. **당량점 이후**: Ag⁺가 과잉으로 존재 → AgCl 침전 입자가 Ag⁺를 흡착하여 표면이 **양전하(+)**를 띱니다. → 음이온인 플루오레세인이 정전기적 인력으로 침전 표면에 강하게 흡착되면서 구조가 변형되어 적색(장미색, Red/Pink)으로 변합니다.

**정답 근거 (Answer Rationale)**: 보기 1번은 "당량점 이후", "Ag⁺ 흡착으로 양전하", "플루오레세인 음이온 흡착", "적색(장미색)으로 변화"라는 모든 조건을 정확하게 만족하므로 정답입니다.

**오답 분석 (Distractor Analysis)**:
② 혼동 주의! 당량점 이후에는 과잉 Ag⁺가 흡착되므로 표면은 양전하입니다. Cl⁻가 흡착되어 음전하를 띠는 것은 당량점 이전입니다. 또한 플루오레세인은 약산성으로 음이온 형태로 존재하므로 '플루오레세인 양이온'이라는 표현 자체가 틀렸습니다.
③ 당량점 이후의 표면 전하(양전하)는 맞으나, 플루오레세인이 양이온으로 존재한다는 설명이 틀렸습니다. 또한 플루오레세인의 색 변화는 황록색에서 적색(장미색)입니다.
④ 플루오레세인이 음이온인 것은 맞지만, Ag⁺가 과잉으로 존재하는 것은 당량점 '이전'이 아니라 '이후'입니다.
⑤ 당량점 이전 표면이 음전하를 띠고 음이온인 플루오레세인이 반발하는 것은 맞습니다. 그러나 '용액이 황록색에서 적색으로 변한다'는 설명은 틀렸습니다. 색 변화(적색)는 플루오레세인이 침전에 흡착되는 당량점 이후에 일어납니다.

**연관 개념 정리 (Related Concepts)**:
파얀스법의 성공적인 수행 조건으로는 ① 침전이 콜로이드 상태를 유지할 것(응집 방지를 위해 덱스트린 등 보호 콜로이드 첨가), ② 지시약의 흡착이 당량점 직후에 일어날 것, ③ 적정 용액의 pH를 지시약의 해리에 적합하게 조절할 것(플루오레세인은 약산성이므로 중성~약염기성에서 사용) 등이 있어요.

개념 정리
파얀스법은 할로겐화물(Cl⁻, Br⁻, I⁻) 및 티오시안산염(SCN⁻) 등을 정량할 수 있는 대표적인 침전 적정법입니다. 흡착 지시약은 산-염기 지시약과 달리 용액의 pH 변화가 아닌 침전 입자의 표면 전하 변화에 반응하여 색이 변하는 것이 특징이에요.

한눈에 비교!

| 구분 | 당량점 이전 | 당량점 이후 |
| --- | --- | --- |
| 과잉 이온 | Cl⁻ (음이온) | Ag⁺ (양이온) |
| 입자 표면 전하 | 음전하 (-) | 양전하 (+) |
| 플루오레세인(음이온) 거동 | 정전기적 반발로 흡착 안 됨 | 정전기적 인력으로 흡착 |
| 지시약 색상 | 황록색 (용액 중 형광) | 적색(장미색) (침전 표면) |

약리기전 포인트
이 내용은 순수 분석화학 영역입니다. 흡착 지시약의 이온화 상태와 침전 표면의 전기적 이중층(Electrical double layer) 형성 원리가 핵심이에요.

암기 팁
"**은(Ag)나 황록 변해 장미**"
당량점 넘어 **은(Ag⁺)**이 과잉으로 남으면, 플루오레세인이 달라붙어 **황록색**에서 **장미색(적색)**으로 변한다! 라고 암기하세요. 핵심! '당량점 이후', 'Ag⁺ 과잉', '양전하', '적색' 이 네 가지만 기억하세요.

국시 빈출 포인트
파얀스법은 침전 적정법의 대표적인 예시로, 모아법(Mohr method, K₂CrO₄ 지시약) 및 볼하드법(Volhard method, 철 명반 지시약)과의 차이점을 비교하는 문제로 자주 출제됩니다. 특히 각 방법의 지시약, 적정 가능한 물질, 적정 조건(pH 등)을 정확히 구분하는 것이 중요해요.

기출 변형 주의!
단순히 플루오레세인의 색 변화만 묻는 것이 아니라, '에오신(Eosin)'이나 '디클로로플루오레세인(Dichlorofluorescein)' 같은 다른 흡착 지시약의 특징과 비교하거나, 특정 pH 조건에서 어떤 지시약을 사용해야 하는지 응용해서 물어볼 수 있어요. 흡착 지시약의 해리도와 pH의 상관관계를 이해해야 합니다.

## 임상 시나리오

약국/임상 실무 가이드
이 내용은 분석화학적 정량법으로, 직접적인 복약지도나 임상 중재와는 거리가 있습니다. 다만 의약품 품질 관리(Quality Control) 측면에서 중요해요.

**임상 시나리오 (Clinical Scenario)**: 제약 회사 품질 관리(QC) 부서에서 근무하는 약사입니다. 생리식염수(NaCl) 주사제의 함량을 확인하기 위해 대한약전(KP) 수재 방법인 파얀스법으로 정량 시험을 진행하려고 합니다. 적정 전, 생리식염수에 덱스트린(Dextrin) 용액과 플루오레세인 지시약을 첨가하고 질산은(AgNO₃) 표준액으로 적정을 시작합니다. 침전물이 응집되지 않고 균일한 콜로이드 상태를 잘 유지하다가, 종말점에서 침전물이 갑자기 선명한 적색으로 변하는 것을 관찰하고 적정을 종료했습니다. 이때의 질산은 소비량으로 염화나트륨의 함량을 정확히 계산할 수 있습니다.

**복약지도 및 중재 전략 (Counseling & Intervention)**:
- **품질 관리(QC) 적용**: 원료의약품 및 완제의약품의 함량 시험에서 할로겐화물 정량의 기본 원리로 사용됩니다.
- **오차 분석 능력**: 만약 시험 과정에서 침전 입자가 응집되면 지시약의 흡착 표면적이 줄어들어 종말점 색 변화가 불분명해지고 오차가 발생할 수 있다는 점을 인지해야 합니다. 덱스트린 같은 보호 콜로이드의 역할을 이해하는 것이 중요합니다.

복약지도 프로토콜
- **실무 팁**: 플루오레세인은 산성(pH 7 미만)에서는 해리가 억제되어 음이온 농도가 낮아 흡착 지시약으로 부적합합니다. 따라서 강산성 용액의 할로겐 이온 정량 시에는 디클로로플루오레세인과 같이 더 강한 산성에서도 해리되는 흡착 지시약을 선택해야 합니다.

선배 약사의 한마디
"분석화학은 약학의 기초 체력이에요. 의약품의 품질은 곧 환자의 안전과 직결되기 때문에, 우리 약사가 정확한 정량 원리를 이해하는 것은 아무리 강조해도 지나치지 않아요. 파얀스법의 단순한 색 변화 하나에도 콜로이드 화학과 정전기적 상호작용이라는 깊은 과학이 숨어 있답니다!"

## 핵심 개념

- **파얀스법 (Fajans method)** — 흡착 지시약을 사용하여 할로겐화 이온을 질산은 표준액으로 적정하는 침전 적정법의 하나로, 당량점에서 침전 입자의 표면 전하 변화로 종말점을 판정합니다.
- **흡착 지시약 (Adsorption indicator)** — 침전 적정에서 당량점 전후로 생성된 침전 입자 표면에 흡착하거나 탈착하면서 색이 변하는 물질로, 플루오레세인, 에오신 등이 있습니다.
- **플루오레세인** — 약산성 흡착 지시약으로 중성~약염기성 용액에서 음이온으로 존재하며, Ag⁺를 흡착한 양전하 표면에 붙으면 황록색에서 적색으로 변합니다.
- **콜로이드** — 입자가 분산된 상태를 유지하는 분산계로, 파얀스법에서는 침전이 콜로이드 상태로 존재해야 흡착 표면적이 커서 지시약의 색 변화를 선명하게 관찰할 수 있습니다.
- **덱스트린** — 파얀스법에서 침전 입자의 응집을 막아 콜로이드 상태를 안정적으로 유지시켜 주는 보호 콜로이드 역할을 하는 물질입니다.

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