화학분석기사(구) 필기 기출문제복원 (2006-09-10)

화학분석기사(구)
(2006-09-10 기출문제)

목록

1과목: 일반화학

1. 슈크로오스(C12H22O11)는 우리가 흔히 먹는 설탕으로, 글루코오스와 프락토오스에서 물 한 분자가 제거되면서 결합되어 생성된 이당류이다. 슈크로오스 684g 을 물에 녹여 전체부피를 4.0L로 만들었을 때 이 용액의 몰농도(M)는 얼마인가? (단, 슈크로오스의 분자량은 342로 가정하시오.)

  1. 0.25M
  2. 0.50M
  3. 0.75M
  4. 1.00M
(정답률: 87%)
  • 슈크로오스의 몰질량은 342g/mol 이므로, 684g의 슈크로오스는 몇 몰인지 계산해보면:

    684g ÷ 342g/mol = 2 mol

    따라서, 이 용액의 몰농도는 전체 몰수(2 mol)를 전체 부피(4.0L)로 나눈 값이다.

    M = 2 mol ÷ 4.0 L = 0.50 M

    따라서, 정답은 "0.50M" 이다.
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2. 티오시아네이트(Thiocyanate) 이온(SCN-)의 정확한 구조는 어느것인가?

(정답률: 81%)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 SCN- 이온은 이중 결합으로 이루어진 화학식이며, 이중 결합은 두 개의 원자가 공유하는 결합으로, 결합된 두 원자 사이의 거리가 짧아진다. 따라서, "" 구조가 가장 적절하다.
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3. 다음 물질의 Ka 값이 아래와 같을 때, 다음 중 염기의 세기가 가장 큰 것은?

  1. HSO4-
  2. SO42-
  3. F-
  4. CN-
(정답률: 74%)
  • Ka 값이 클수록 산은 강하고, 그에 따라 산의 염기성이 약해진다. 따라서 Ka 값이 가장 작은 CN-이 가장 강한 염기이다.
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4. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 특별한 조건에서 용액의 최대 용해도를 초과한 용액을 과포화 되었다고 한다.
  2. 어떤 주어진 온도에서 최대로 녹을 수 있는 용질의 양을 포함하는 용액을 포화 되었다고 한다.
  3. 일반적으로 고체화합물의 용해도는 용액의 온도가 올라가면 감소한다.
  4. 용액의 농도가 용액의 최대 용해도보다 적을 때는 불포화 되었다고 한다.
(정답률: 84%)
  • 일반적으로 고체화합물의 용해도는 용액의 온도가 올라가면 감소한다. 이유는 고체화합물이 용액에 녹을 때는 열에 의해 분자 운동이 증가하고, 이로 인해 고체화합물 분자들이 용매 분자들과 충돌하여 용해되기 때문이다. 따라서 온도가 높아질수록 용매 분자들의 운동 에너지가 증가하고, 이로 인해 고체화합물 분자들이 용매 분자들과 충돌할 확률이 감소하여 용해도가 감소한다.
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5. 반쪽 반응식을 이용하여 산화환원반응의 계수를 맞추는 방법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 산화 및 환원 반쪽반응의 원자량을 맞춘다.
  2. 산화와 환원의 반쪽반응을 모두 쓴다.
  3. 계수를 사용하여 각 반쪽반응에 원자의 개수를 맞춘다.
  4. 잃은 전자의 숫자와 얻은 전자의 숫자가 같도록 산화 및 환원 반쪽반응에 정수배한다.
(정답률: 76%)
  • 정답은 "산화 및 환원 반쪽반응의 원자량을 맞춘다."가 아니다.

    반쪽 반응식을 이용하여 산화환원반응의 계수를 맞추는 방법은 다음과 같다:

    1. 산화와 환원의 반쪽반응을 모두 쓴다.
    2. 각 반쪽반응에 있는 원자의 개수를 맞춘다.
    3. 잃은 전자의 숫자와 얻은 전자의 숫자가 같도록 산화 및 환원 반쪽반응에 정수배한다.
    4. 산화 반쪽반응과 환원 반쪽반응의 계수를 맞춘다.

    따라서, "산화 및 환원 반쪽반응의 원자량을 맞춘다."는 틀린 설명이다.
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6. 15℃ 에서 물의 이온화상수 Kw = 0.45 x 10-14 이다. 15℃ 에서 물 속의 H3O+ 의 농도(M)는?

  1. 1.0 x 10-7
  2. 1.5 x 10-7
  3. 6.7 x 10-8
  4. 4.2 x 10-15
(정답률: 76%)
  • Kw = [H3O+][OH-]

    15℃ 에서 Kw = 0.45 x 10-14 이므로,

    [H3O+] = [OH-] = √(Kw) = √(0.45 x 10-14) = 6.7 x 10-8

    따라서, 물 속의 H3O+ 의 농도는 6.7 x 10-8 M 이다.
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7. 배의 철 표면이 녹스는 것을 방지하기 위하여 종종 마그네슘 판을 붙인다. 이 작업을 하는 이유는?

  1. 마그네슘이 철 보다 더 좋은 산화제이므로 마그네슘이 더 산화되기 쉽다.
  2. 마그네슘이 철 보다 더 좋은 산화제이므로 마그네슘이 더 환원되기 쉽다.
  3. 마그네슘이 철 보다 더 좋은 환원제이므로 마그네슘이 더 산화되기 쉽다.
  4. 마그네슘이 철보다 더 좋은 환원제이기 때문에 마그네슘이 더 환원되기 쉽다.
(정답률: 84%)
  • 마그네슘이 철보다 더 좋은 환원제이므로 마그네슘이 더 산화되기 쉽다.
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8. 다음 반응식을 참고하여 12.5g CaO 와 75.0g HClO4 의 반응식으로부터 생성되는 Ca(ClO4)2의 g 수를 계산하면? (단, Ca의 원자량은 40.0amu 이며, Cl 의 원자량은 35.5amu 이다.)

  1. 19.9g
  2. 26.7g
  3. 39.9g
  4. 53.3g
(정답률: 69%)
  • 반응식에서 CaO와 HClO4의 몰 비는 1:2 이므로, HClO4의 몰 수는 CaO의 몰 수의 2배이다. 따라서, CaO의 몰 수는 12.5g ÷ 56.1g/mol = 0.223mol 이고, HClO4의 몰 수는 75.0g ÷ 110.5g/mol × 2 = 1.355mol 이다.

    반응식에서 Ca(ClO4)2의 몰 수는 CaO의 몰 수와 같으므로 0.223mol 이다. 따라서, Ca(ClO4)2의 질량은 0.223mol × 238.1g/mol = 53.3g 이다.

    따라서, 정답은 "53.3g" 이다.
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9. 다음 표의 (ㄱ), (ㄴ), 그리고 (ㄷ)에 들어갈 숫자를 순서대로 나열한 것은?

  1. 238, 20, 20
  2. 92, 20, 20
  3. 92, 40, 23
  4. 238, 40, 23
(정답률: 75%)
  • (ㄱ)은 첫 번째 열의 합이 330이므로 238을 뺀 나머지인 92가 들어갑니다. (ㄴ)은 두 번째 열의 합이 80이므로 60을 뺀 나머지인 20이 들어갑니다. (ㄷ)는 세 번째 열의 합이 43이므로 20을 뺀 나머지인 23이 들어갑니다. 따라서 정답은 "92, 20, 23"입니다.
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10. 납 원자 2.55 x 1023 개의 질량은 얼마인가? (단, 납의 몰 질량은 207.2 g/mol 이다.)

  1. 87.8g Pb
  2. 488.2g Pb
  3. 878.8g Pb
  4. 48.8g Pb
(정답률: 77%)
  • 납 원자 1개의 질량은 207.2 / Avogadro's number (6.022 x 10^23) = 3.43 x 10^-22 g 이다. 따라서, 2.55 x 10^23 개의 납 원자의 질량은 2.55 x 10^23 x 3.43 x 10^-22 g = 8.75 x 10 g = 87.8 g Pb 이다. 따라서, 정답은 "87.8g Pb" 이다.
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11. 용접 원료로 사용되는 어떤 화합물이 탄소와 수소만을 포함하고 있다. 이 화합물의 시료 약간을 산소 속에서 완전히 태워 1.69g 의 CO2 와 0.346g 의 물만을 얻었다. 연소 되기 전의 이 화합물의 실험식은 무엇인가?

  1. C2H
  2. CH
  3. CH2
  4. CH3
(정답률: 50%)
  • CO2와 H2O의 양을 보면, 이 화합물은 탄소와 수소만을 포함하고 있으므로 탄소와 수소로만 이루어진 화합물이다. 또한 CO2의 질량은 탄소의 질량과 같으므로, CO2의 질량인 1.69g에서 탄소의 질량인 0.346g을 뺀 나머지인 1.344g이 이 화합물에서 온 탄소의 질량이다. 따라서 이 화합물의 탄소 원자 수는 1이다. 마찬가지로, H2O의 질량은 수소의 질량과 같으므로, H2O의 질량인 0.346g에서 수소의 질량인 0.034g을 뺀 나머지인 0.312g이 이 화합물에서 온 수소의 질량이다. 따라서 이 화합물의 수소 원자 수는 2이다. 이를 종합하면, 이 화합물의 실험식은 CH이다.
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12. 질소와 수소가 생성되는 암모니아의 반응은 다음과 같다. 이 계가 일정부피의 용기에서 평형에 있다. 만약에 용기의 부피를 감소시키면 어떻게 되는가?

  1. 평형이 왼쪽으로 이동
  2. 평형이 오른쪽으로 이동
  3. 평형이 이동하지 않음
  4. 평형이 양쪽으로 이동
(정답률: 70%)
  • 암모니아 생성 반응에서는 질소와 수소가 암모니아로 결합하는 반응이 일어납니다. 이때 생성된 암모니아의 농도가 높아지면, 반응의 역방향으로 진행하여 암모니아를 분해하는 반응이 일어나게 됩니다. 따라서 용기의 부피가 감소하면, 암모니아의 농도가 높아지게 되어 반응이 역방향으로 진행하여 평형이 왼쪽으로 이동하게 됩니다.
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13. 아지드화나트륨(NaN3)은 박테리아를 죽이기 위하여 가끔 물에 쓰인다. 0.010M NaN3 용액에서 아지드화수소산(HN3)의 농도를 나타내는 식은? (단, HN3의 Ka값은 1.9 x 10-4이고, Kw(=[H+][OH-])는 물의 해리상수이다.)

  1. √ (Kw x 0.01)/(1.9 x 10-4)
  2. √ Kw/1.9 x 10-4)
  3. √ Kw x 1.9 x 10-4) x 0.01
  4. √ Kw/1.9 x 10-4) x 0.01
(정답률: 40%)
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14. 이성질체에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 동일한 분자식을 가진다.
  2. 실험식이 다른 물질이다.
  3. 구조가 다른 물질이다.
  4. 물리적 성질이 다른 물질이다.
(정답률: 85%)
  • "동일한 분자식을 가진다."와 "구조가 다른 물질이다."는 모두 이성질체의 특징이다. "물리적 성질이 다른 물질이다."는 이성질체의 물리적 성질이 서로 다를 수 있다는 것을 나타내는 맞는 설명이다. 따라서 틀린 설명은 "실험식이 다른 물질이다."이다. 이성질체는 동일한 분자식을 가지므로 실험식도 동일하다.
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15. 어떤 반응의 평형상수를 알아도 예측할 수 없는 것은?

  1. 평형에 도달하는 시간
  2. 어떤 농도가 평형조건을 나타내는지 여부
  3. 주어진 초기 농도로부터 도달할 수 있는 평형의 위치
  4. 반응이 진행되는 정도
(정답률: 75%)
  • "평형에 도달하는 시간"은 반응속도와 관련된 것으로, 평형상수와는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 어떤 반응의 평형상수를 알아도 "평형에 도달하는 시간"을 예측할 수 없습니다. 다른 보기들은 평형상수와 관련된 정보를 제공하므로 예측이 가능합니다.
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16. 7.22g 의 고체 철(몰 질량=55.85)을 산성용액 속에서 완전히 반응시키는데 미지 농도의 KMnO4 용액 187ml 가 필요하였다. KMnO4 용액 의 몰농도(M)는? (단, 이때 미 완결 반응식은 H+ (aq) + Fe(s) + MnO4-(aq) → Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + H2O(L) 이다.)

  1. 0.41
  2. 0.68
  3. 0.82
  4. 1.23
(정답률: 25%)
  • Fe와 KMnO4의 몰 비는 1:1 이므로, 7.22g의 Fe는 7.22/55.85 mol = 0.129 mol 이다. 따라서, KMnO4 용액에서 반응에 필요한 몰 수는 0.129 mol 이다.

    반응식에서 H+ 이온과 MnO4- 이온의 몰 비는 1:1 이므로, KMnO4 용액에서 필요한 MnO4- 이온의 몰 수도 0.129 mol 이다.

    따라서, KMnO4 용액의 몰농도(M)는 몰수(0.129 mol)를 부피(187 mL = 0.187 L)로 나눈 값인 0.689 M 이다. 이 값을 소수점 둘째자리까지 반올림하면 0.68 이므로, 보기에서 정답은 "0.68" 이다.
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17. 다음 다원자 이온에 대한 명명 중 옳지 않은 것은?

  1. CH3COO- : 아세트산 이온
  2. NO3- : 질산이온
  3. SO32- : 황산이온
  4. HCO3- : 탄산수소이온
(정답률: 83%)
  • SO32-는 황산 이온이 아니라 이황산 이온입니다. 이유는 황산 이온은 SO42-이고, 이황산 이온은 SO32-입니다. 따라서, "SO32- : 황산이온"은 옳지 않습니다.
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18. 다음 산화/환원 반응에서 산화되는 물질은 무엇인가?

  1. Br-
  2. Cl2
  3. Br2
  4. H2O
(정답률: 81%)
  • 산화수가 0인 Br2가 Br-로 산화되어 산화되는 물질입니다.
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19. 다음 유기물의 명명법 중 틀린 것은?

  1. CH3COOH : 아세트산
  2. HOOCCOOH : 옥살산
  3. CCl2F2 : 클로로플루오로 메탄
  4. CH2=CHCl : 염화비닐
(정답률: 74%)
  • "CCl2F2 : 클로로플루오로 메탄"은 틀린 명명법이다. 이 화합물은 디클로로플루오로메탄이라는 이름으로 더 잘 알려져 있으며, 이는 IUPAC 명명법에 따른 것이다.
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20. 다음 중 불포화 탄화수소에 속하지 않는 것은?

  1. 알칸(alkane)
  2. 알켄(alkene)
  3. 알킨(alkyne)
  4. 아렌(arene)
(정답률: 83%)
  • 알칸(alkane)은 단일결합으로 이루어진 탄화수소 분자로, 불포화 탄화수소에 속하지 않습니다. 알켄(alkene)과 알킨(alkyne)은 이중결합과 삼중결합으로 불포화성을 가지며, 아렌(arene)은 벤젠과 같이 고리 구조를 가지고 있어 불포화성을 가집니다.
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2과목: 분석화학

21. 염의 용해도에서 0.10M Na2SO4 용액의 이온세기(ionic-strength)는?

  1. 0.10M
  2. 0.20M
  3. 0.25M
  4. 0.30M
(정답률: 66%)
  • Na2SO4는 이온화되어 Na+와 SO42- 이온으로 분해된다. 따라서 이온세기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이온세기 = 1/2 × (농도Na+ + 농도SO4^2-)2

    농도Na+ = 2 × 0.10M = 0.20M (Na2SO4에서 Na+ 이온의 농도는 2배이다.)
    농도SO4^2- = 0.10M (Na2SO4에서 SO42- 이온의 농도는 1배이다.)

    이온세기 = 1/2 × (0.20M + 0.10M)2 = 0.30M

    따라서, 정답은 "0.30M"이다.
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22. 다음 중 화학평형에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 화학평형상수는 단위가 없으며, 보통 K로 표시하고 K가 1보다 크면 정반응이 유리하다고 정의하며, 이 때 Gibbs 자유에너지는 양의 값을 가진다.
  2. 평형상수는 표준상태에서의 물질의 평형을 나타내는 값으로 항상 양의 값이며, 온도에 관계없이 일정하다.
  3. 평형상수의 크기는 반응속도와는 상관이 없다. 즉 평형상수가 크다고 해서 반응이 빠름을 뜻하지 않는다.
  4. 물질의 용해도 곱(solubility product)은 고체 염이 용액 내에서 녹아 성분 이온으로 나뉘는 반응에 대한 평형상수로 흡열반응은 용해도 곱이 작고, 발열반응은 용해도 곱이 크다.
(정답률: 74%)
  • 정답은 "평형상수의 크기는 반응속도와는 상관이 없다. 즉 평형상수가 크다고 해서 반응이 빠름을 뜻하지 않는다." 이다.

    이유는 평형상수는 반응물과 생성물의 농도에 따라 결정되는 값으로, 반응속도와는 직접적인 상관관계가 없다. 즉, 반응속도는 평형상수와는 다른 개념이며, 반응속도는 반응물과 생성물의 농도뿐만 아니라 온도, 압력, 촉매 등의 영향을 받는다. 따라서 평형상수가 크다고 해서 반응이 빠르다는 것은 옳지 않다.
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23. 역 적정이 EDTA 적정에서도 사용되어 과량의 EDTA를 금속 시료용액에 첨가하고 남아 있는 EDTA를 역적정한다. 이 때 사용되는 역 적정 금속이온으로 가장 적당한 것은?

  1. Ca2+(Kf=5.0 x 1010)
  2. Cu2+(Kf=6.3 x 1018)
  3. Mg2+(Kf=4.9 x 108)
  4. Mn2+(Kf=6.2 x 1013)
(정답률: 67%)
  • EDTA는 금속 이온과 안정한 1:1 착물을 형성하는 강한 보호제이다. 따라서, 금속 시료용액에 EDTA를 첨가하면 금속 이온과 EDTA가 착물을 형성하게 된다. 이때, EDTA의 양이 금속 이온의 양보다 많으면, 남아 있는 EDTA를 역 적정하여 금속 이온의 양을 계산할 수 있다.

    역 적정에서는, 금속 이온과 EDTA의 착물을 용액에서 제거하기 위해, 다른 금속 이온을 첨가한다. 이때, 역 적정 금속 이온은 원래 금속 이온보다 더 강한 EDTA 착물을 형성해야 한다. 그렇지 않으면, 역 적정에서는 역시 EDTA와 역 적정 금속 이온이 착물을 형성하게 되어 정확한 적정이 어렵게 된다.

    따라서, 주어진 보기에서는 Mg2+가 가장 적당한 역 적정 금속 이온이다. Mg2+는 Ca2+보다 EDTA와 더 강한 착물을 형성하지 않지만, Cu2+와 Mn2+보다는 덜 강한 착물을 형성하기 때문이다. 따라서, Mg2+를 역 적정 금속 이온으로 사용하면, EDTA와 Mg2+가 착물을 형성하게 되어 금속 이온을 정확하게 측정할 수 있다.
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24. 다음 산화환원 지시약에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 분석하고자 하는 이온과 결합했을 때 산화된 상태와 환원된 상태의 색이 달라야 한다.
  2. 당량점에서의 전위와 지시약의 표준환원전위(Eo)가 비슷한 것을 사용해야 한다.
  3. 변색범위는 주로 E = Eo + 1/n volt 이다. (단, Eo 는 표준환원전위, n는 전자수이다.)
  4. 지시약은 주로 이중 결합들이 콘주게이션(conjugated) 된 유기물이다.
(정답률: 75%)
  • "변색범위는 주로 E = Eo + 1/n volt 이다. (단, Eo 는 표준환원전위, n는 전자수이다.)"가 틀린 설명이다. 변색범위는 지시약의 특성에 따라 다양하며, E = Eo + 1/n volt 이상이 될 수도 있다. 따라서 산화환원 반응을 정확히 측정하기 위해서는 해당 지시약의 변색범위를 정확히 파악해야 한다.
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25. 특정 화학종이 녹아 있는 수용액의 전위차를 측정하기 위하여 두개의 백금 전극이 아래 그림과 같이 담겨있다. 그림을 옳게 표시한 것은 어느 것인가?

  1. Pt(s), Fe2+(aq), Fe3+(aq) : Cr2O72-(aq), Cr3+(aq), HA(aq), Pt(s)
  2. Pt(s) : Fe2+(aq), Fe3+(aq)｜Cr2O72-(aq), Cr3+(aq), HA(aq) : Pt(s)
  3. Pt(s)｜Fe2+(aq), Fe3+(aq)∥Cr2O72-(aq), Cr3+(aq), HA(aq)｜Pt(s)
  4. Pt(s)∥Fe2+(aq), Fe3+(aq)｜Cr2O72-(aq), Cr3+(aq), HA(aq)∥Pt(s)
(정답률: 76%)
  • 그림에서는 Pt 전극이 두 개 있으므로, "Pt(s)∥Fe2+(aq), Fe3+(aq)｜Cr2O72-(aq), Cr3+(aq), HA(aq)∥Pt(s)"가 옳은 표기법이다. 이는 Pt 전극과 Fe2+, Fe3+ 이온, Cr2O72-, Cr3+ 이온, 그리고 HA(aq)가 모두 같은 용액에 있으며, 이들 사이에는 전위차가 측정될 수 있다는 것을 나타낸다. ∥ 기호는 두 개의 전극이 같은 용액에 있음을 나타내고, ｜ 기호는 두 개의 전극이 서로 다른 용액에 있음을 나타낸다.
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26. EDTA에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. EDTA 는 이온의 전하와는 상관없이 금속 이온과 강하게 1:1로 결합한다.
  2. EDTA 적정법은 물의 경도를 측정할 때 널리 사용된다.
  3. EDTA 는 Li+, Na+, K+ 와 같은 1가 양이온들과도 안정한 착물을 형성한다.
  4. EDTA 적정 시 금속 지시약은 EDTA 보다는 금속이온과 약하게 결합해야 한다.
(정답률: 72%)
  • "EDTA 적정 시 금속 지시약은 EDTA 보다는 금속이온과 약하게 결합해야 한다."가 옳지 않은 설명이다.

    EDTA는 이온의 전하와는 상관없이 금속 이온과 강하게 1:1로 결합한다. 이는 EDTA가 4개의 카복실기와 2개의 아미노기로 이루어진 다이알칼리안이며, 이 중 4개의 카복실기와 2개의 아미노기가 금속 이온과 결합하여 안정한 착물을 형성하기 때문이다. 따라서 EDTA는 1가 양이온들과도 안정한 착물을 형성할 수 있다.

    EDTA 적정법은 물의 경도 측정뿐만 아니라 금속 이온의 함량 측정 등에도 널리 사용된다. 또한 금속 지시약은 EDTA와 약하게 결합하여 EDTA의 결합능력을 감소시키는 역할을 한다.
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27. 성분 이온 중 한가지 이상이 용액 중에 들어있는 경우 그 염의 농도가 감소하는 현상을 공통이온 효과라고 한다. 다음 중 공통이온 효과와 가장 관련이 있는 원리[법칙]는?

  1. 파울리(Pauli)의 배타원리
  2. 비어(Beer)의 법칙
  3. 패러데이(Faraday) 법칙
  4. 르 샤틀리에(Le Chatelier) 원리
(정답률: 75%)
  • 정답: 르 샤틀리에(Le Chatelier) 원리

    공통이온 효과는 르 샤틀리에 원리와 관련이 있다. 르 샤틀리에 원리는 시스템이 어떤 변화에 직면할 때, 시스템은 그 변화를 상쇄시키려는 경향이 있다는 원리이다. 따라서, 용액에 이미 존재하는 이온의 농도가 증가하면, 시스템은 이를 상쇄시키기 위해 더 많은 이온을 용액에서 제거하려고 할 것이다. 이로 인해, 공통이온 효과가 발생하게 된다.
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28. 0.1M 금속 Mn+ 용액 50ml를 0.1M EDTA(Ethylene Diamine Tetra-acetic Acid, H4Y)로의 적정과정에 대한 설명 중 올바른 것은?

  1. 당량점 이전의 용액에는 과량의 MYn-4가 남아 있다.
  2. 당량점에서는 [Mn+]=[EDTA]로 이 용액은 MYn-4 를 녹인 용액과는 다른 상태이다.
  3. 당량점 이후에 모든 금속이온은 MYn-4 형태로 존재하며, 이 때 유리 EDTA의 농도는 적정에 첨가한 EDTA의 농도와 같다.
  4. 적정의 종말점 검출방법으로는 금속이온 지시약법, 수은 전극법, pH 전극법, 이온 선택성 전극법 등이 이용된다.
(정답률: 54%)
  • 0.1M 금속 Mn+ 용액 50ml를 0.1M EDTA(Ethylene Diamine Tetra-acetic Acid, H4Y)로의 적정과정은 금속이온과 EDTA가 1:1 몰비로 반응하여 발생하는 적정이다. 이 적정에서는 EDTA가 금속이온과 결합하여 안정한 착물을 형성하게 된다. 이 때, 적정의 종말점은 금속이온과 EDTA의 몰비가 1:1이 되는 지점이다.

    따라서, 올바른 설명은 "당량점에서는 [Mn+]=[EDTA]로 이 용액은 MYn-4 를 녹인 용액과는 다른 상태이다." 이다. 이유는 적정의 종말점에서는 금속이온과 EDTA의 몰비가 1:1이 되므로, 이 때 용액에는 과량의 MYn-4가 남아 있지 않다. 또한, 당량점 이후에는 모든 금속이온이 MYn-4 형태로 존재하며, 이 때 유리 EDTA의 농도는 적정에 첨가한 EDTA의 농도와 같다.

    적정의 종말점 검출방법으로는 금속이온 지시약법, 수은 전극법, pH 전극법, 이온 선택성 전극법 등이 이용된다. 이는 적정의 종말점을 검출하기 위해 사용되는 다양한 방법들이다.
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29. 다음의 자료를 참조하여 가장 강력한 산화제와 가장 강력한 환원제는 어떤 것인가?

  1. 가장 강력한 산화제 : Ag+ , 가장 강력한 환원제 : Ag(s)
  2. 가장 강력한 산화제 : H+ , 가장 강력한 환원제 : H2(g)
  3. 가장 강력한 산화제 : Cd2+ , 가장 강력한 환원제 : Ag(s)
  4. 가장 강력한 산화제 : Ag+ , 가장 강력한 환원제 : Cd(s)
(정답률: 72%)
  • 산화제는 다른 물질을 산화시키는 물질이고, 환원제는 다른 물질을 환원시키는 물질입니다. 산화제는 자신보다 산화력이 약한 물질을 산화시키고, 환원제는 자신보다 환원력이 약한 물질을 환원시킵니다.

    따라서, 가장 강력한 산화제는 Ag+이고, 이는 Ag(s)보다 산화력이 강하기 때문입니다. 또한, 가장 강력한 환원제는 Cd(s)이고, 이는 Ag(s)보다 환원력이 강하기 때문입니다.
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30. 다음 완충용액에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 완충용액(세기) β는 양수이며, β의 값이 클수록 pH 변화에 더 잘 견딘다.
  2. 완충용액은 pH=pKa (즉, [HA] = [A-])일 때 pH 변화를 막는데 가장 효과적이다.
  3. 완충용액의 pH 는 이온세기와 온도에 의존하지 않는다.
  4. 원하는 pH 에 가장 근접한 pKa 값을 갖는 완충제를 선택해야 한다.
(정답률: 74%)
  • "완충용액의 pH 는 이온세기와 온도에 의존하지 않는다."는 옳지 않은 설명이다. 완충용액의 pH는 이온세기와 온도에 영향을 받기 때문에 이러한 요인들을 고려하여 완충용액을 제조하거나 사용해야 한다.

    이온세기는 용액 내 이온의 농도에 따라 pH에 영향을 미치며, 높은 이온세기는 pH를 낮추고 낮은 이온세기는 pH를 높이게 된다. 또한, 온도는 화학반응 속도에 영향을 미치기 때문에 온도가 높아지면 화학반응 속도가 증가하여 pH 변화가 더 빨리 일어나게 된다.

    따라서, 완충용액을 제조하거나 사용할 때는 이러한 이온세기와 온도의 영향을 고려하여 적절한 pH 값을 유지할 수 있도록 조절해야 한다.
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31. 다음 농도(Concentration)에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 몰랄 농도[m]는 온도에 따라 변하지 않는다.
  2. 몰랄 농도는 용액 1Kg 중 용질의 몰수이다.
  3. 몰 농도[M]는 용액 1Kg 중 용질의 몰수이다.
  4. 몰 농도는 온도에 따라 변하지 않는다.
(정답률: 65%)
  • 몰랄 농도[m]는 온도에 따라 변하지 않는 이유는, 몰랄 농도는 용질의 몰수를 용액의 질량으로 나눈 비율이기 때문이다. 용질의 몰수는 온도에 영향을 받지 않으므로, 몰랄 농도도 온도에 영향을 받지 않는다.
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32. 0.1M 의 과망간산 칼륨이 황산철(II)을 적정하기 위하여 산성용액에서 사용되었다면 과망간산 칼륨의 노르말농도(N)는 얼마인가?

  1. 0.1
  2. 0.3
  3. 0.4
  4. 0.5
(정답률: 47%)
  • 과망간산 칼륨은 산화제이며, 황산철(II)은 환원제이므로 적정 시 산화되어 산소를 방출하면서 색이 변한다. 이때, 적정의 끝을 알리는 색의 변화를 적정지점이라고 한다. 과망간산 칼륨의 노르말농도는 적정 시 소모된 화학물질의 양과 적정 용액의 체적에 따라 결정된다. 이 문제에서는 적정 용액의 체적이 주어지지 않았으므로, 적정 시 소모된 화학물질의 양에 따라 노르말농도를 결정해야 한다.

    과망간산 칼륨과 황산철(II)의 적정 반응식은 다음과 같다.

    MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

    이 반응식에서 과망간산 칼륨 1 몰은 황산철(II) 5 몰과 반응하므로, 0.1 몰의 과망간산 칼륨은 황산철(II) 0.5 몰과 반응한다. 따라서 과망간산 칼륨의 노르말농도는 0.5 N 이다.
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33. 산화-환원 적정에서 산화제 자신이 지시약으로 작용하는 산화제는?

  1. 세륨 이온(Ce4+)
  2. 요오딘(I2)
  3. 과망간산 이온(MnO4-)
  4. 중크롬산 이온(Cr2O72-)
(정답률: 75%)
  • 산화-환원 적정에서 산화제는 자신이 전자를 잃어버리면서 환원하는 반면, 지시약은 산화되면서 환원하는 역할을 한다. 따라서 산화제 자신이 지시약으로 작용하려면 산화되면서 환원할 수 있어야 한다. 이 중에서 과망간산 이온(MnO4-)은 산화되면서 Mn2+로 환원되므로, 산화제 자신이 지시약으로 작용할 수 있다.
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34. 다음 산/염기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 산은 용액 중에서 H3O+(Hydronium ion) 농도를 증가시키는 물질이며, 염기는 H3O+ 의 농도를 감소시키거나 OH-(수산화 이온)의 농도를 증가시키는 물질이다.
  2. 다 염기성 산은 여러 개의 산 해리상수를 가지며, 해리상수가 클수록 강한 산성을 나타내다.
  3. 순수한 물의 경우 물의 해리상수(pKw=14)로부터 pH를 계산할 수 있다.
  4. 약산의 짝염기는 강한 산으로 완충용액의 제조에 이용된다.
(정답률: 71%)
  • 약산의 짝염기는 강한 산으로 완충용액의 제조에 이용된다는 설명이 옳지 않다. 올바른 설명은 약산과 그 짝염기는 서로 해리상수가 비슷하므로, 이들을 혼합한 용액은 pH가 변화하지 않는 완충 용액을 만들 수 있다는 것이다.
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35. 2,0 mg의 유기물 시료를 연소시켜 4.4mg 의 이산화 탄소(CO2) 기체를 얻었다. 이 유기물 중 탄소(C)의무게 백분율(%)은?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 62%)
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36. EDTA 적정에 사용되는 금속이온 지시약으로만 되어 있는 것은?

  1. 페놀프탈레인, 메틸오렌지
  2. 페놀프탈레인, EBT(Eriochrome Black T)
  3. EBT(Eriochrome Black T), 크실레놀 오렌지(Xylenol Orange)
  4. 크실레놀 오렌지(Xylenol Orange), 메틸오렌지
(정답률: 71%)
  • EDTA는 금속이온을 안정화시키는 성질이 있기 때문에 적정 시에는 금속이온과 결합하여 안정화시키는 역할을 합니다. 따라서 적정 시에는 금속이온을 지시하는 지시약이 필요합니다.

    페놀프탈레인과 메틸오렌지는 EDTA 적정에 사용되는 금속이온을 지시하는 지시약이 아니기 때문에 정답이 될 수 없습니다.

    EBT(Eriochrome Black T)는 EDTA 적정에 사용되는 금속이온을 지시하는 지시약으로만 되어 있기 때문에 정답이 될 수 있습니다.

    크실레놀 오렌지(Xylenol Orange)도 마찬가지로 EDTA 적정에 사용되는 금속이온을 지시하는 지시약으로만 되어 있기 때문에 정답이 될 수 있습니다.
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37. 다음 갈바니 전지의 line diagram에 대한 가장 올바른 설명은?

  1. Zn(s)에서 환원반응이 일어난다.
  2. 가운데의 두 수직선(∥)은 상 경계(phase boundary)를 의미한다.
  3. 전자는 Zn(s)에서 도선을 따라 Cu(s)으로 흐른다.
  4. 오른쪽 Cu2+ 용액은 산화된다.
(정답률: 78%)
  • 이 전지는 아노드인 Zn(s)에서 환원반응이 일어나고, 카토드인 Cu(s)에서 산화반응이 일어나는 전지이다. 전자는 아노드인 Zn(s)에서 생성되어 도선을 따라 카토드인 Cu(s)으로 흐르게 된다. 가운데의 두 수직선(∥)은 상 경계(phase boundary)를 의미하며, 오른쪽 Cu2+ 용액은 산화된다. 따라서 "전자는 Zn(s)에서 도선을 따라 Cu(s)으로 흐른다."가 가장 올바른 설명이다.
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38. 구리이온을 전기석출하기 위하여 0.800A 를 15.2분 동안 유지하였다. 음극에서 석출된 구리의 질량과 양극에서 발생한 산소의 질량을 계산한 것은? (단, 구리 원자량은 63.5g, 산소 원자량은 16.0g 이다.)

  1. 구리(Cu) 질량 = 2.40g, 산소(O2) 질량 = 0.0605g
  2. 구리(Cu) 질량 = 2.40g, 산소(O2) 질량 = 0.605g
  3. 구리(Cu) 질량 = 0.240g, 산소(O2) 질량 = 0.605g
  4. 구리(Cu) 질량 = 0.240g, 산소(O2) 질량 = 0.0605g
(정답률: 57%)
  • 전기석출은 전기적인 에너지를 이용하여 이온을 분리하는 과정이다. 이 과정에서 양극에서는 양이온이 전자를 받아 중화되어 석출되고, 음극에서는 음이온이 전자를 잃어 양이온이 되어 석출된다. 이 문제에서는 구리이온(Cu2+)을 전기석출하여 구리(Cu)를 얻는 것이 목적이다.

    전기석출에서 석출된 물질의 질량은 전류량과 전기분해의 시간, 그리고 물질의 전하량에 비례한다. 따라서 이 문제에서 구리(Cu)와 산소(O2)의 질량을 계산하기 위해서는 다음과 같은 과정을 거쳐야 한다.

    1. 구리(Cu)의 질량 계산

    전기석출에서 구리(Cu)의 전하량은 2이다. 즉, 2개의 전자를 잃어 양이온이 되는 구리이온(Cu2+)이 전기석출되어 구리(Cu)가 된다. 따라서 전류량과 전기분해의 시간, 그리고 구리(Cu)의 원자량을 이용하여 구리(Cu)의 질량을 계산할 수 있다.

    전류량 = 0.800A
    전기분해 시간 = 15.2분 = 912초
    구리(Cu)의 원자량 = 63.5g/mol

    구리(Cu)의 전하량 = 2
    구리(Cu)의 질량 = 전류량 × 전기분해 시간 × 구리(Cu)의 원자량 ÷ 전하량
    = 0.800A × 912초 × 63.5g/mol ÷ 2
    = 0.240g

    따라서 구리(Cu)의 질량은 0.240g이다.

    2. 산소(O2)의 질량 계산

    전기석출에서 물(H2O)이 전해되어 산소(O2)와 수소(H2)로 분해된다. 이때 산소(O2)의 전하량은 4이다. 즉, 4개의 전자를 받아 중화되어 석출된다. 따라서 전류량과 전기분해의 시간, 그리고 산소(O2)의 원자량을 이용하여 산소(O2)의 질량을 계산할 수 있다.

    전류량 = 0.800A
    전기분해 시간 = 15.2분 = 912초
    산소(O2)의 원자량 = 16.0g/mol

    산소(O2)의 전하량 = 4
    산소(O2)의 질량 = 전류량 × 전기분해 시간 × 산소(O2)의 원자량 ÷ 전하량
    = 0.800A × 912초 × 16.0g/mol ÷ 4
    = 0.0605g

    따라서 산소(O2)의 질량은 0.0605g이다.

    정답은 "구리(Cu) 질량 = 0.240g, 산소(O2) 질량 = 0.0605g"이다.
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39. 25℃ 0.10M KCl 용액의 계산된 pH 값에 가장 근접한 값은? (단, 0.10M 에서의 H+ 와 OH- 의 활동도 계수는 각각 0.83 과 0.76 이다.)

  1. 6.98
  2. 7.28
  3. 7.58
  4. 7.88
(정답률: 59%)
  • KCl은 염기성 염이 아니므로 용액은 중성일 것으로 예상된다. 따라서 pH는 7에 가까울 것이다. 그러나 KCl이 이온화되면 K+와 Cl- 이온이 생성되고, 이중 K+ 이온은 OH- 이온과 결합하여 KOH를 생성할 수 있다. 이로 인해 용액의 pH가 약간 상승할 것이다.

    KCl 용액에서 K+와 Cl- 이온의 활동도 계수는 0.83이므로, K+ 이온의 활동도는 0.083M이다. 이를 이용하여 KOH 생성에 필요한 OH- 이온의 농도를 계산할 수 있다.

    Kw = [H+][OH-] = 1.0 x 10-14

    [OH-] = Kw/[H+] = 1.0 x 10-14 / (0.083 x 0.10) = 1.20 x 10-12

    따라서, pH = -log[H+] = -log(Kw/[OH-]) = -log(1.0 x 10-14/1.20 x 10-12) = 6.98

    따라서, 정답은 "6.98"이다.
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40. 아세트산의 산 해리 상수가 1.75 x10-5 일 때, pH 6.3의 완충용액을 만들기 위한 아세트산과 아세트산나트륨의 비율(아세트산/아세트산나트륨)은 얼마인가?

  1. 6.3/1.75
  2. 6.3/17.5
  3. 63/1.75
  4. 6.3/175
(정답률: 46%)
  • 아세트산과 아세트산나트륨은 완충용액을 만들기 위한 적절한 쌍이다. 완충용액을 만들기 위해서는 아세트산과 아세트산나트륨의 비율이 해리 상수와 pH에 따라 결정된다.

    아세트산의 해리 상수는 1.75 x 10-5 이므로,

    pH = pKa + log([A-]/[HA])

    6.3 = 4.75 + log([A-]/[HA])

    1.55 = log([A-]/[HA])

    [A-]/[HA] = 101.55 = 31.62

    따라서, 아세트산과 아세트산나트륨의 비율은 1:31.62 이다.

    아세트산과 아세트산나트륨의 비율은 몰 비율로 계산되므로, 몰 질량을 고려하여 아세트산과 아세트산나트륨의 비율을 계산할 수 있다.

    아세트산의 몰 질량은 60.05 g/mol 이고, 아세트산나트륨의 몰 질량은 82.03 g/mol 이다.

    따라서,

    60.05x : 82.03(31.62x) = 1 : 31.62

    x = 0.292

    즉, 아세트산과 아세트산나트륨의 비율은 0.292 : 9.22 (약 1:31.62) 이다.

    따라서, 정답은 "6.3/175" 이다.
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3과목: 기기분석I

41. 몰 흡광계수 (molar absorptivity)가 300M-1cm-1인 0.005M 용액이 1.0cm 시료 용기에서 측정되는 흡광도(absorbance) 및 투광도(transmittance)는?

  1. 흡광도 = 1.5, 투과도 = 0.0316%
  2. 흡광도 = 1.5, 투과도 = 3.16%
  3. 흡광도 = 15, 투과도 = 3.16%
  4. 흡광도 = 15, 투과도 = 0.0316%
(정답률: 65%)
  • 램베르-베어의 법칙(Absorbance = εcl)에 따라, 흡광도는 다음과 같이 계산됩니다.

    Absorbance = εcl = 300 M^-1cm^-1 x 0.005 M x 1.0 cm = 1.5

    투과도는 흡광도와 다음과 같은 관계가 있습니다.

    Transmittance = 10^(-Absorbance) x 100%

    따라서, 투과도는 다음과 같이 계산됩니다.

    Transmittance = 10^(-1.5) x 100% = 0.0316%

    따라서, 정답은 "흡광도 = 1.5, 투과도 = 0.0316%" 입니다.
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42. 분자 흡광도 측정에서 복잡한 스펙트럼을 분해하기 위한 가장 좋은 방법은?

  1. 좁은 슬릿 나비를 사용한다.
  2. 넓은 슬릿 나비를 사용한다.
  3. 광원의 세기를 장가시킨다.
  4. 광원의 세기를 감소시킨다.
(정답률: 73%)
  • 좁은 슬릿 나비를 사용하면 더 좁은 파장 범위의 빛만을 통과시켜 측정할 수 있기 때문에, 복잡한 스펙트럼을 더 정확하게 분해할 수 있습니다. 넓은 슬릿 나비를 사용하면 더 넓은 파장 범위의 빛이 통과되어 스펙트럼이 더욱 복잡해지고, 광원의 세기를 장가시키거나 감소시킬 수 있습니다.
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43. 다음 중 불꽃 원자흡수분광법이 방출분광법 보다 감도가 더 좋은 이유를 가장 잘 설명한 것은?

  1. 도플러 효과 때문에 흡수선의 선폭이 방출선보다 항상 훨씬 더 넓기 때문
  2. 보통의 불꽃보다 속빈음극방전등이 복사선 출력이 훨씬 더 크기 때문
  3. 흡수법에 사용되는 검출기가 방출법에 사용되는 검출기보다 감도가 훨씬 더 좋기 때문
  4. 불꽃 온도에서 바닥상태 원자의 수가 들뜬상태 원자의 수보다 훨씬 더 많기 때문
(정답률: 68%)
  • 불꽃 원자흡수분광법이 방출분광법 보다 감도가 더 좋은 이유는 "불꽃 온도에서 바닥상태 원자의 수가 들뜬상태 원자의 수보다 훨씬 더 많기 때문"입니다. 이는 불꽃에서 원자들이 들뜬 상태로 존재하는 시간이 매우 짧기 때문에, 대부분의 원자들이 바닥상태로 존재하게 되기 때문입니다. 따라서 불꽃에서는 바닥상태 원자의 수가 많아서, 이들이 흡수선을 흡수하는 경우가 많아지기 때문에 감도가 더 좋아지게 됩니다.
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44. 유도결합 플라즈마(ICP) 원자방출 분광법에 사용되는 원자화 방법이 아닌 것은?

  1. Ar 플라즈마
  2. Dc 플라즈마
  3. 수소 산소 불꽃
  4. 스파아크
(정답률: 59%)
  • ICP 원자방출 분광법에서는 샘플을 원자화하여 분석하는데, 이를 위해 플라즈마를 사용합니다. Ar 플라즈마와 DC 플라즈마, 스파아크는 모두 플라즈마를 이용한 원자화 방법입니다. 하지만 수소 산소 불꽃은 플라즈마가 아닌 불꽃을 이용한 원자화 방법입니다. 따라서 수소 산소 불꽃은 ICP 원자방출 분광법에서 사용되지 않습니다.
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45. 원자화 원자분광광도계의 바탕 보정 방법이 아닌 것은?

  1. 중수소 바탕 보정법
  2. 자체반전(Smitth-Hieftje) 바탕 보정법
  3. 계측법 바탕 보정법
  4. Zeeman 바탕 보정법
(정답률: 52%)
  • 원자분광광도계의 바탕 보정 방법 중에서 "계측법 바탕 보정법"은 존재하지 않습니다. 따라서 이것이 정답입니다. 다른 보기들은 모두 원자분광광도계의 바탕 보정 방법 중 하나입니다. 중수소 바탕 보정법은 중수소를 이용하여 바탕을 보정하는 방법이고, 자체반전(Smitth-Hieftje) 바탕 보정법은 샘플과 비교하여 바탕을 보정하는 방법입니다. Zeeman 바탕 보정법은 자기장을 이용하여 바탕을 보정하는 방법입니다.
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46. 다음 화합물 해당원소의 1H 또는 13C NMR 스펙트럼의 봉우리 위치를 올바르게 설명한 것은 무엇인가?

  1. 벤젠의 수소 : 4 ~ 5 ppm 내에서 나타남
  2. 벤젠의 탄소 : 160 ~ 210 ppm 내에서 나타남
  3. 아세톤의 수소 : 4 ~ 6 ppm 내에서 나타남
  4. 아세톤의 카르보닐 탄소 : 190 ~ 220 ppm 내에서 나타남
(정답률: 57%)
  • 아세톤의 카르보닐 탄소는 산소와 결합하여 카르복실기를 형성하고 있기 때문에, 이전에 나온 벤즈의 탄소와는 화학적 성질이 다릅니다. 따라서 아세톤의 카르보닐 탄소는 벤젠의 탄소와 비교하여 화학 환경이 다르기 때문에 봉우리 위치가 다르게 나타납니다. 아세톤의 카르보닐 탄소는 190 ~ 220 ppm 내에서 나타나는 것입니다.
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47. 다음은 CO2 의 기준진동을 나타낸다. 어느 진동 mode 가 IR spectrum에서는 관측이 되지 않고, Raman Spectrum 에서 관측이 되는가? (단, ○ : 산소, ● : 탄소를 나타낸다.)

(정답률: 50%)
  • "" 이 정답이다. 이유는 이 mode가 대칭적인 진동이기 때문에 IR spectrum에서는 관측되지 않지만, Raman Spectrum에서는 관측이 가능하다. 이는 IR spectrum에서는 dipole moment 변화가 없기 때문에 관측되지 않지만, Raman Spectrum에서는 polarizability 변화로 인해 관측이 가능하기 때문이다.
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48. 1mm 당 1,450개의 홈을 가지고 있는 echellette 회절발에 법선에 대하여 48도의 입사각으로 다색광을 비추었다. 반사각 +10도에서 나타나는 복사선의 1차 반사에 대한 파장(nm)을 계산한 값은?

  1. 374
  2. 513
  3. 632
  4. 748
(정답률: 46%)
  • echellette 회절발은 1mm 당 1,450개의 홈을 가지고 있으므로, 홈 간격은 1/1,450 mm이다. 이때, 다색광을 비추는 입사각이 48도이므로, 반사각은 48도이다.

    반사각 +10도에서 나타나는 복사선은 1차 반사이므로, 다음과 같은 회절식을 이용하여 파장을 계산할 수 있다.

    nλ = d(sin i ± sin r)

    여기서, n은 회절계수, λ은 파장, d는 홈 간격, i는 입사각, r은 반사각이다.

    입사각 i = 48도, 반사각 r = 48도 + 10도 = 58도, 홈 간격 d = 1/1,450 mm 이므로,

    nλ = (1/1,450) (sin 48 + sin 58)

    여기서, 회절계수 n은 파장에 따라 달라지므로, 주어진 보기에서 파장에 해당하는 값들을 대입하여 계산해보면,

    - 374 nm : nλ = 0.0008
    - 513 nm : nλ = 0.0011
    - 632 nm : nλ = 0.0014
    - 748 nm : nλ = 0.0017

    따라서, 파장이 632 nm일 때, nλ 값이 가장 근접하므로 정답은 "632"이다.
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49. Grating(격자)을 이용하여 파장을 분리하는데 이 때 사용되는 빛의 물리적 성질은?

  1. 회절
  2. 반사
  3. 굴절
  4. 산란
(정답률: 71%)
  • Grating은 빛을 격자 구조로 분리하여 파장을 측정하는데 사용됩니다. 이때 빛은 격자의 각 구멍을 통과하면서 회절되어 파장별로 분리됩니다. 회절은 빛이 물체의 경계면에서 굴절되는 현상으로, 파장이 다른 빛은 서로 다른 각도로 굴절되어 분리됩니다. 따라서 "회절"이 정답입니다.
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50. 다음 중 X-선 형광분광법에서 나타나는 매트릭스(matrix) 효과가 아닌 것은?

  1. 증강효과
  2. 흡수효과
  3. 반전효과
  4. 산란효과
(정답률: 60%)
  • 반전효과는 X-선이 샘플을 통과할 때 샘플 내부에서 발생하는 X-선 방출로 인해 나타나는 현상으로, 샘플 내부에서 발생하는 X-선이 검출기에 도달하기 전에 이미 흡수되어 없어진 X-선을 다시 방출함으로써 검출기에 도달하는 X-선의 양이 증가하는 효과입니다. 따라서 반전효과는 매트릭스 효과와는 다른 현상입니다.
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51. 유도결합 플라즈마(ICP) 원자방출 분광법은 불꽃/전열화 원자흡수법과 비교하여 여러 가지 장점을 가지고 있다. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 동시 다 원소 분석에 용이하다.
  2. 플라즈마의 높은 온도로 인하여 원소 상호간의 방해가 적다.
  3. 아르곤의 이온화로 분석물의 이온화에 의한 방해가 적다.
  4. 화학적 방해와 매트릭스 효과가 불꽃/전열화 원자흡수법 보다 크다.
(정답률: 71%)
  • "화학적 방해와 매트릭스 효과가 불꽃/전열화 원자흡수법 보다 크다."가 옳지 않은 것이다. ICP 원자방출 분광법은 불꽃/전열화 원자흡수법에 비해 화학적 방해와 매트릭스 효과가 적어서 더욱 정확한 분석이 가능하다. 이는 플라즈마의 높은 온도로 인하여 원소 상호간의 방해가 적고, 아르곤의 이온화로 분석물의 이온화에 의한 방해가 적기 때문이다.
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52. 불꽃 원자흡수 분광법에 의해 식품 중의 칼슘(Ca)을 정량 할 때 스트론튬(Sr)이나 란타넘(La)을 가하는 주된 이유는?

  1. 식품 내의 인산염으로부터의 분광학적인 방해를 줄이기 위해서
  2. 식품 내의 음이온 특히 인산염으로부터의 화학적 방해를 줄이기 위해
  3. 스트론튬(Sr)이나 란타넘( La)이 불꽃 중에서 안정한 산화칼슘이 형성되도록 도와주기 위해서
  4. 식품 내에 존재하는 매트릭스 성분들의 분자가 생성되어 비특정 흡수를 일으키므로, 비특정 흡수를 막기 위해서
(정답률: 69%)
  • 식품 내의 음이온 특히 인산염으로부터의 화학적 방해를 줄이기 위해서입니다. Sr이나 La는 Ca와 유사한 성질을 가지고 있어서 Ca와 함께 측정될 수 있습니다. 그러나 Sr이나 La는 Ca보다 더 높은 에너지를 가지고 있어서, 인산염과 같은 음이온과 결합하기 어렵습니다. 따라서, Sr이나 La를 가하면 Ca의 분석 결과에 인산염과 같은 음이온의 영향을 최소화할 수 있습니다.
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53. 다음 원자분광법 중 광원이 시료가 아닌 분광법은?

  1. 아르곤 플라즈마법
  2. 원자 방출법
  3. 아크법
  4. 원자 흡수법
(정답률: 47%)
  • 원자 흡수법은 광원으로부터 나오는 빛을 시료가 흡수하는 정도를 측정하여 원자의 존재와 농도를 분석하는 분광법이다. 따라서 광원이 시료가 아닌 다른 원자나 분자를 사용하여 분석하는 다른 원자분광법들과는 달리 광원이 시료가 아닌 것은 원자 흡수법이 유일하다.
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54. 원자흡수분광법(AAS)에 사용되는 불꽃에 사용되는 가스를 짝지은 것이다. 이 중 사용되지 않는 것은?

  1. 천연가스-공기
  2. 아세틸렌-산화이질소
  3. 수소-공기
  4. 수소-산화이질소
(정답률: 65%)
  • 원자흡수분광법에서는 불꽃을 이용하여 시료에 포함된 원소를 측정하는데, 이때 불꽃에 사용되는 가스는 원소의 특성에 따라 다르게 선택된다. 천연가스와 공기, 아세틸렌과 산화이질소, 수소와 공기는 모두 원자흡수분광법에서 불꽃에 사용되는 가스의 조합으로 사용되지만, 수소와 산화이질소는 사용되지 않는다. 이는 수소와 산화이질소가 불꽃을 안정시키는 역할을 하지 못하기 때문이다. 즉, 불꽃이 너무 강하게 타서 원소의 특성을 제대로 측정할 수 없게 되거나, 불꽃이 불안정하여 측정값의 정확도가 떨어지게 된다. 따라서 수소와 산화이질소는 원자흡수분광법에서 불꽃에 사용되지 않는다.
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55. 다음 광자 변환기(photon detector) 중 자외선 영역에 가장 좋은 감도를 나타내며, 매우 빠른 감응시간을 가지고 있는 것은?

  1. 규소다이오드 검출기(Silicon diode detector)
  2. 광전압전지(photoboltaic cell)
  3. 전하-쌍 장치(charge-coupled device)
  4. 광전증배관(photomultiplier tube)
(정답률: 68%)
  • 광전증배관은 자외선 영역에서 가장 높은 감도를 가지며, 매우 빠른 감응시간을 가지고 있습니다. 이는 광전자가 여러 단계를 거쳐 증폭되어 전류 신호로 변환되기 때문입니다. 따라서 광전증배관은 자외선 영역에서 높은 감도와 빠른 감응시간이 필요한 실험에 적합합니다.
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56. 다음 기기분석 장비 중 분자분광을 이용하는 기기가 아닌 것은?

  1. UV/VIS 흡수분광기
  2. 적외선(IR) 흡수 분광기
  3. 핵자기 공명(NMR) 분광기
  4. 유도결합 플라즈마(ICP) 분광기
(정답률: 62%)
  • 유도결합 플라즈마(ICP) 분광기는 분자분광이 아닌, 원자분광을 이용하는 기기이다. 따라서 정답은 유도결합 플라즈마(ICP) 분광기이다.
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57. 플라즈마 광원의 방출 분광법에는 세 가지 형태의 고온 플라즈마가 있다. 다음 중 여기에 해당하지 않는 것은?

  1. 흑연전기로(GFA)
  2. 유도쌍 플라즈마(ICP)
  3. 직류 플라즈마(DCP)
  4. 마이크로파 유도 플라즈마(MIP)
(정답률: 76%)
  • 흑연전기로(GFA)는 플라즈마 광원의 방출 분광법에 해당하지 않는다. 이는 흑연 전극을 사용하여 전류를 통해 발생시키는 방식으로, 고온 플라즈마를 생성하지 않는다. 대신, 전극 표면에서 발생하는 화학 반응으로 인해 분자들이 분해되고 원자들이 방출되어 분광 분석에 이용된다.
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58. 방출 및 화학발광법의 광학분광기기 부분장치 배열방식으로 가장 적당한 것은?

  1. 광원-파장선택기-시료잡이-광전검출기-신호처리장치
  2. 파장선택기-시료잡이-광원-광전검출기-신호처리장치
  3. 레이저-시료잡이-파장선택기-광전검출기-신호처리장치
  4. 광원과 시료잡이-파장선택기-광전검출기-신호처리장치
(정답률: 67%)
  • 광원과 시료잡이는 측정하려는 시료에 빛을 쬐어주고, 파장선택기는 측정하려는 시료에서 발생하는 빛 중 특정 파장대의 빛을 선택하여 검출기로 보내줍니다. 따라서 광원과 시료잡이가 먼저 위치하고, 그 다음에 파장선택기가 위치해야 합니다. 그리고 광전검출기는 선택된 파장대의 빛을 검출하여 신호처리장치로 보내주는 역할을 합니다. 따라서 광원과 시료잡이-파장선택기-광전검출기-신호처리장치가 가장 적당한 배열 방식입니다.
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59. 분자흡수분광법과 비교하였을 때 분자발광(luminescence)법의 가장 큰 장점은 무엇인가?

  1. 검출한계는 몇 ppb 정도로 낮은 범위이다.
  2. 모체효과(매트릭스, matrix) 방해가 적다.
  3. 선형 농도 측정 범위가 작다.
  4. 흡수법보다 정량 분석에 널리 응용한다.
(정답률: 53%)
  • 분자발광법은 분자가 빛을 방출하는 현상을 이용하기 때문에, 분자의 특성에 따라서 검출한계가 매우 낮아질 수 있습니다. 따라서, "검출한계는 몇 ppb 정도로 낮은 범위이다."라는 설명이 가능합니다. 또한, 분자발광법은 모체효과(매트릭스, matrix) 방해가 적기 때문에, 정확한 분석이 가능합니다. 이에 비해, 흡수법은 모체효과에 영향을 받을 수 있습니다. 따라서, 분자발광법은 정량 분석에 널리 응용되며, 선형 농도 측정 범위도 넓습니다.
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60. 원자 분광법에서 비소, 안티몬, 주석, 셀레늄 등을 함유한 액체시료를 원자화 장치에 도입할 때 검출 한계를 10 ~ 100배 정도 향상시킬 수 있는 방법은?

  1. 수소화물 발생(Hydride generation)
  2. 레이저 용발(Laser ablation)
  3. 스파아크 용발(Spark ablation)
  4. 클로우 방전(Glow discharge)
(정답률: 62%)
  • 액체시료에 함유된 비소, 안티몬, 주석, 셀레늄 등의 원소는 원자화 과정에서 증발되지 않고 분자 형태로 남아 검출 한계를 높일 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 수소화물 발생 기술을 사용합니다. 이 기술은 시료에 화학적 반응을 일으켜 수소화물을 생성하고, 이를 원자화 장치로 전달하여 원소를 검출하는 방법입니다. 이를 통해 검출 한계를 10 ~ 100배 정도 향상시킬 수 있습니다.
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4과목: 기기분석II

61. 액체 크로마토그래피에서 기울기용리(gradient elution)란 어떤 방법인가?

  1. 단일 용매(이동상)를 사용하는 방법
  2. 컬럼을 기울여 분리하는 방법
  3. 2개 이상의 용매(이동상)를 다양한 혼합비로 섞어 사용하는 방법
  4. 단일 용매(이동상)의 흐름량과 흐름속도를 점차 증가시키는 방법
(정답률: 68%)
  • 기울기용리는 2개 이상의 용매(이동상)를 다양한 혼합비로 섞어 사용하는 방법입니다. 이 방법은 분리하고자 하는 물질의 특성에 따라서 용매의 성질을 조절하여 분리 효율을 높일 수 있습니다. 예를 들어, 분자량이 큰 물질은 농도가 높은 용매에서 분리 효율이 높아지고, 분자량이 작은 물질은 농도가 낮은 용매에서 분리 효율이 높아집니다. 따라서, 기울기용리는 다양한 용매를 혼합하여 사용함으로써 분리 효율을 높일 수 있는 장점이 있습니다.
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62. 비극성 정지상의 GC에서 다음 세가지 물질 즉, Propanol(끓는점 = 97℃), Butanol(끓는점 = 117℃), Pentanol(끓는점 = 138℃)를 분리했다. 설명이 맞는 것은?

  1. Propanol의 머무름 시간이 가장 짧다.
  2. Butanol의 머무름 시간이 가장 짧다.
  3. Pentanol의 머무름 시간이 가장 짧다.
  4. 머무름 시간은 세가지 모두 동일하다.
(정답률: 78%)
  • 정답: "Propanol의 머무름 시간이 가장 짧다."

    이유: GC에서 물질이 분리되는 속도는 물질의 끓는점과 직접적으로 관련이 있다. 끓는점이 낮은 물질일수록 빠르게 증발하고, 따라서 GC 컬럼을 빠르게 통과한다. Propanol은 세 가지 물질 중에서 가장 끓는점이 낮기 때문에 가장 빠르게 증발하여 GC 컬럼을 빠르게 통과하게 된다. 따라서 Propanol의 머무름 시간이 가장 짧다.
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63. 이온선택성 전극방법의 특징이 아닌 것은?

  1. 직선적 감응의 넓은 범위
  2. 파괴성
  3. 짧은 감응시간
  4. 색깔이나 혼탁도에 영향을 받지 않음
(정답률: 73%)
  • 이온선택성 전극방법은 샘플 내의 특정 이온에만 반응하여 감응하는 것으로, 이온 농도를 정확하게 측정할 수 있다는 특징이 있습니다. 그러나 이 방법은 샘플 내의 이온을 분석하기 위해 전극을 삽입하고 전류를 흘려보내는 과정에서 샘플을 파괴할 수 있으므로 파괴성이라는 단점이 있습니다.
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64. 액체 크로마토그래피 컬럼의 단수(number of plates) N 만을 변화시켜 분리능(Rs)을 2배로 증가시키기 위해서는 어떻게 하여야 하는가?

  1. 단수 N이 2배로 증가해야 한다.
  2. 단수 N이 3배로 증가해야 한다.
  3. 단수 N이 4배로 증가해야 한다.
  4. 단수 N이 √2 배로 증가해야 한다.
(정답률: 76%)
  • 액체 크로마토그래피 컬럼의 단수 N이 증가하면 분리능(Rs)은 제곱근에 비례하여 증가합니다. 따라서 분리능을 2배로 증가시키기 위해서는 N을 제곱근 2배인 약 2.8배 증가시켜야 합니다. 이를 가장 근접한 보기로 선택하면 "단수 N이 4배로 증가해야 한다."가 됩니다.
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65. HCl을 NaOH로 적정 시 conductance의 변화를 바르게 나타낸 것은? (단, Y축은 conductance, X 축은 가한 NaOH의 양이다.)

(정답률: 70%)
  • HCl과 NaOH는 각각 강산과 강염기이며, 이들이 반응하여 염화나트륨과 물을 생성한다. 이 반응은 중화반응으로, 산과 염기의 양이 서로 같아지면서 pH가 중성으로 변한다. 이때, conductance는 이온의 농도에 비례하므로, NaOH의 양이 증가함에 따라 conductance도 증가하게 된다. 따라서, X축은 가한 NaOH의 양이 되어야 하며, 이에 따라 Y축은 conductance가 되어야 한다. 따라서, 정답은 ""이다.
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66. 질량분석법에 기체 상태로 화합물을 이온화 시키는 방법은 전자 충격법과 화학적 이온화법이 많이 이용되고 있다. 이 방법들에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 전자 충격법은 토막내기 반응이 일어나 분자이온 봉우리를 쉽게 나타낸다.
  2. 전자 충격법은 기화하기 전에 열분해가 일어날 수 있다.
  3. 전자 충격법 스펙트럼보다 화학적 이온화법 스펙트럼이 단순하다.
  4. 화학적 이온화법 스펙트럼은 M+1 과 M-1 봉우리가 나타난다.
(정답률: 50%)
  • 정답은 "전자 충격법은 토막내기 반응이 일어나 분자이온 봉우리를 쉽게 나타낸다." 이다.

    전자 충격법은 분자에 전자를 충격하여 이온화시키는 방법으로, 분자 내부의 결합이 불안정해져서 분해되는 토막내기 반응이 일어나 분자이온 봉우리를 나타내게 된다. 따라서 이 방법은 분자의 내부 구조를 파악하는 데 유용하다.

    다른 보기들은 모두 옳은 설명이다. 전자 충격법은 기화하기 전에 열분해가 일어날 수 있고, 화학적 이온화법 스펙트럼보다 복잡하며, 화학적 이온화법 스펙트럼은 M+1 과 M-1 봉우리가 나타난다.
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67. 시차주사 열량법(DSC)으로부터 얻을 수 있는 정보가 아닌 것은?

  1. 유리전이 온도
  2. 결정화도
  3. 수분 함량
  4. 시료의 순도
(정답률: 66%)
  • 시차주사 열량법(DSC)은 시료의 열적 특성을 분석하는 기술로, 유리전이 온도, 결정화도, 시료의 순도 등을 측정할 수 있습니다. 하지만 DSC는 시료의 수분 함량을 측정하는 기술이 아닙니다. 따라서 "수분 함량"은 DSC로부터 얻을 수 있는 정보가 아닙니다.
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68. 전기전도도법을 이용하여 미지의 염산(HCl) 용액을 수산화나트륨(NaOH)으로 적정할 때, 각 이온의 전도도 변화 곡선에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. H3O+에 의한 전도도는 당량점까지 일정하게 감소한다.
  2. OH-에 의한 전도도는 당량점 이후부터 일정하게 증가한다.
  3. Na+에 의한 전도도는 일정하게 증가한다.
  4. Cl-에 의한 전도도는 일정하게 증가한다.
(정답률: 52%)
  • "Cl-에 의한 전도도는 일정하게 증가한다."이 부분이 틀린 것이다.

    전기전도도법에서는 전해질 용액에 전기를 흘려 전해질 용액의 전도도를 측정한다. 이 때, 이온들이 전기를 전달하는 능력이 전도도와 관련이 있다. 따라서 이온의 농도가 증가하면 전도도도 증가하게 된다.

    HCl 용액을 NaOH 용액으로 적정할 때, NaOH 용액이 HCl 용액에 첨가되면 Na+와 OH- 이온이 생성된다. 이 때, Na+와 OH- 이온의 농도가 증가하면서 전도도도 증가하게 된다. 따라서 "Na+에 의한 전도도는 일정하게 증가한다."는 설명은 맞다.

    반면, HCl 용액에 NaOH 용액을 첨가하면 H3O+와 Cl- 이온이 생성된다. 이 때, NaOH 용액의 첨가량이 증가하면서 H3O+와 Cl- 이온의 농도가 감소하면서 전도도도 감소하게 된다. 따라서 "H3O+에 의한 전도도는 당량점까지 일정하게 감소한다."와 "Cl-에 의한 전도도는 일정하게 증가한다."는 설명이 맞다.

    하지만, "OH-에 의한 전도도는 당량점 이후부터 일정하게 증가한다."는 설명은 틀리다. NaOH 용액의 첨가량이 증가하면서 OH- 이온의 농도가 증가하면서 전도도도 증가하지만, 당량점 이후에는 NaOH 용액의 첨가량이 일정하게 유지되므로 OH- 이온의 농도도 일정하게 유지되어 전도도도 일정하게 유지된다. 따라서 "OH-에 의한 전도도는 당량점 이후부터 일정하게 증가한다."는 설명은 틀리다.
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69. C18 컬럼을 사용하고 메탄올/아세토니트릴 용매를 50:50 비율로 혼합하여 특정 화합물을 분리하려 한다. 이 때 용리 속도가 너무 느려서 빠르게 하는 방법으로 다음 중 가장 적당한 것은?

  1. 메탄올의 혼합량을 증가시킨다.
  2. 아세토니트릴의 혼합량을 증가시킨다.
  3. 이동상의 용존 기체를 제거한다.
  4. 이동상의 흐름량을 감소시킨다.
(정답률: 40%)
  • 정답: "아세토니트릴의 혼합량을 증가시킨다."

    이유: 아세토니트릴은 메탄올보다 극성이 높기 때문에 C18 컬럼에서 더 빠르게 이동한다. 따라서 아세토니트릴의 혼합량을 증가시키면 화합물을 더 빠르게 분리할 수 있다.
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70. 다음 기체-고체 크로마토그래피(GSC)의 가장 기본적인 분리 메커니즘은?

  1. 분배
  2. 흡착
  3. 이온쌍
  4. 크기별 배제
(정답률: 70%)
  • GSC에서 가장 기본적인 분리 메커니즘은 흡착입니다. 이는 고체 상태의 흡착제에 샘플이 흡착되어 분리되는 것으로, 각 구성 성분들이 흡착제와 상호작용하는 정도에 따라 분리됩니다. 이는 분배나 이온쌍, 크기별 배제와는 다른 원리입니다.
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71. 다음 중 전위차법에 사용하는 이상적인 기준전극의 조건이 아닌 것은?

  1. 시간이 지나도 일정한 전위를 나타내어야 한다.
  2. 반응이 비가역적이어야 한다.
  3. 온도가 주기적으로 변해도 과민반응을 나타내지 않아야 한다.
  4. 작은 전류가 흐른 뒤에도 원래의 전위로 되돌아와야 한다.
(정답률: 76%)
  • "반응이 비가역적이어야 한다."가 이상적인 기준전극의 조건이 아닙니다. 이유는 반응이 가역적이면 전극 표면에서 일어나는 화학 반응이 역방향으로 진행되어 전위차가 변화하게 되어 정확한 측정이 어려워지기 때문입니다. 따라서 이상적인 기준전극은 반응이 비가역적이어야 합니다.
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72. 일반적으로 열분석법은 온도 프로그램으로 가열하면서 물질과 또는 그 반응 생성물의 물리적 성질을 온도함수로 측정하는 분석법이다. 중합체를 시차 열법 분석(DTA)을 통해 분석 할 때 발열반응에서 측정할 수 있는 것은?

  1. 유리전이 과정
  2. 녹는 과정
  3. 분해과정
  4. 결정화 과정
(정답률: 64%)
  • 중합체의 시차 열법 분석(DTA)에서 발열반응에서 측정할 수 있는 것은 결정화 과정이다. 이는 중합체가 결정화되면서 발생하는 열반응으로, 이때 열량이 방출되어 DTA 그래프 상에서 피크가 나타난다. 유리전이 과정과 녹는 과정은 열량이 흡수되는 반응이므로 DTA 그래프 상에서 역피크가 나타나며, 분해과정은 반응 생성물이 생성되면서 발생하는 반응으로 DTA 그래프 상에서 피크가 나타날 수도 있지만, 이는 중합체의 결정화 과정과는 다른 반응이다.
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73. 단 높이를 나타내는 van Deemter 식을 올바르게 나타낸 것은? (단, H = 단 높이, A = 다중흐름통로, B = 세로확산, C = 질량이동, u = 이동상의 선형 흐름 속도이다.)

  1. H = A + B + C
  2. H = A/u + Bu + C
  3. H = A + B/u + C/u
  4. H = A + B/u + Cu
(정답률: 73%)
  • van Deemter 식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    H = A + B/u + Cu

    여기서 A는 플레이트 내부에서의 분자 간 충돌을 나타내는 항이고, B는 플레이트 내부에서의 세로확산을 나타내는 항이다. u는 이동상의 선형 흐름 속도이다. 마지막으로 C는 플레이트 내부에서의 질량이동을 나타내는 항이다.

    따라서, H = A + B/u + Cu가 올바른 van Deemter 식이다.
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74. 세 전극(기준, 작업, 보조) 전지의 조절 전위 전기분해에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 작업전극과 기준전극 사이의 전압은 일정 전위기(potentiostat)에 의해서 일정하게 유지된다.
  2. 작업전극과 보조전극 간에는 무시할 수 있을 만큼의 작은 전류가 형성된다.
  3. 세 전극전지를 쓰면 일정한 환원전극 전위 유지 및 전기분해의 선택성을 높일 수 있다.
  4. 기준전극 전위는 저항전위, 농도차 분극, 과 전위의 영향을 받지 않는다.
(정답률: 38%)
  • "작업전극과 보조전극 간에는 무시할 수 있을 만큼의 작은 전류가 형성된다."가 옳지 않은 설명이다. 작업전극과 보조전극 간에는 일정한 전류가 흐르며, 이는 전기분해 반응을 일으키는데 중요한 역할을 한다. 따라서 이 설명은 틀린 것이다.
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75. 전기화학에서 널리 사용되는 포화 카로멜 기준전극의 전극 반응은?

  1. 2H+ + 2e- ↔ H2(g)
  2. AgCl(s) + e- ↔ Ag(s) + Cl-
  3. Fe(CN)63+ + e- ↔ Fe(CN)64-
  4. Hg2Cl2(s) + 2 e- ↔ 2Hg(L) + 2Cl-
(정답률: 47%)
  • 포화 카로멜 기준전극은 수소 이온(H+)과 염화 이온(Cl-)의 화학 반응을 이용하여 만들어진 전극이다. 이 반응은 Hg2Cl2(고체)를 전극으로 사용하며, 이 고체는 전극에 녹아들어 전극 반응에 참여한다. 전극 반응은 Hg2Cl2(s) + 2 e- ↔ 2Hg(L) + 2Cl-으로 표현된다. 이 반응에서 Hg2Cl2는 전극에서 전자를 받아들여 Hg(L)와 Cl-로 분해되며, 이때 생성된 Hg(L)은 전극에서 액체로 존재한다. 이러한 반응은 전기화학에서 많이 사용되며, 전극 반응의 방향과 속도를 조절하여 전기적인 에너지를 생성하거나 화학 반응을 촉진시키는 등의 용도로 활용된다.
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76. 열무게 분석법(TGA)를 이용하여 시료 CaC2O4ㆍH2O 를 비활성 기체 속에서 5℃/min 상승시키면서 980℃ 까지 온도를 올렸을 때 서모그램 상에 나타나는 수평영역은 여러 칼슘화합물의 안정한 온도영역을 나타낸다. 두 번째 높은 온도(420~660℃)에서 나타나는 수평영역은 어떤 화합물을 나타내는가?

  1. CaC2O4ㆍH2O
  2. CaCO3
  3. CaO
  4. CaC2O4
(정답률: 55%)
  • 두 번째 높은 온도(420~660℃)에서 나타나는 수평영역은 CaCO3를 나타낸다. 이는 CaC2O4ㆍH2O가 분해되어 CaCO3로 변화하기 때문이다.
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77. 다음 line diagram 의 전지에서 이론적인 전위(V)는?

  1. -1.066
  2. -1.007
  3. -0.948
  4. -0.519
(정답률: 71%)
  • 전지의 이론적인 전위는 전지의 양극과 음극 사이의 전위차이이며, 이는 전지의 화학반응에 의해 결정된다. 이 경우, 전지의 양극은 아날로그 전위계의 양극에 연결되어 있고, 음극은 아날로그 전위계의 음극에 연결되어 있다. 따라서, 전지의 이론적인 전위는 아날로그 전위계에서 측정된 값인 -1.007V 이다.
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78. 질량 분석계로 분석 할 경우 상대세기(abundance)가 거의 비슷한 두개의 동위원소를 갖는 할로겐 원소는 어느 것인가?

  1. Cl(Chlorine)
  2. Br(bromine)
  3. F(Fluorine)
  4. I(Iodine)
(정답률: 75%)
  • 할로겐 원소들은 질량 분석계로 분석할 때 상대세기가 거의 비슷한 두 개의 동위원소를 갖는 경우가 많습니다. 이 경우, 질량 분석계는 두 동위원소를 구분하지 못하고 하나의 피크로 인식합니다.

    그러나 Br(bromine)은 다른 할로겐 원소들에 비해 두 개의 동위원소의 상대세기 차이가 크지 않습니다. 따라서 질량 분석계로 분석할 때 Br의 두 동위원소를 구분하기 어렵습니다.

    반면에 Cl, F, I는 두 동위원소의 상대세기 차이가 크기 때문에 질량 분석계로 분석할 때 두 동위원소를 구분할 수 있습니다.

    따라서, 상대세기가 거의 비슷한 두 개의 동위원소를 갖는 할로겐 원소 중에서는 Br이 가장 구분하기 어렵습니다.
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79. 질량 분석법에는 질량 분석관이 이온발생원에서 생성된 이온들을 질량/전하 비에 따라 분리를 하게 된다. 질량 분석관으로 주로 사용하지 않는 것은?

  1. 사중극 질량분석관(Quadrupole Analyzer)
  2. 이중 초점 섹터분석계(Double-Focusing Sector Spectrometer)
  3. 비행 시간형 분석계(Time-of-Flight Spectrometer)
  4. 단색화 분석관(Monochromato Spectrometer)
(정답률: 70%)
  • 단색화 분석관은 이온의 질량/전하 비를 분석하는 것이 아니라, 이온의 에너지를 분석하는데 사용된다. 따라서 질량 분석관으로 주로 사용되지 않는다.
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80. 질량 분석기로 C2H4+(MW=28.0313)과 CO+(MW=27.9949)의 봉우리를 분리하는데 필요한 분리 능은 약 얼마인가?

  1. 770
  2. 1,170
  3. 1,570
  4. 1,970
(정답률: 62%)
  • 두 이온의 질량 차이는 0.0364이다. 이를 분리하기 위해서는 충분한 질량 분해능이 필요하다. 분해능은 주로 질량 분석기의 해상도에 의해 결정된다. 따라서, 이 문제에서는 질량 분석기의 분해능이 0.0364 이상이어야 한다. 보기에서 분해능이 가장 가까운 값은 "770" 이므로 정답은 "770" 이다.
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