화학분석기사(구) 필기 기출문제복원 (2014-09-20)

화학분석기사(구)
(2014-09-20 기출문제)

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1과목: 일반화학

1. 산화환원반응에서 전자를 받아들이는 화학종을 무엇이라고 하는가?

  1. 산화제
  2. 환원제
  3. 촉매제
  4. 용해제
(정답률: 86%)
  • 산화제는 산화환원반응에서 전자를 받아들이는 화학종을 말한다. 이는 산화제가 다른 화학종의 전자를 빼앗아 산화시키는 역할을 하기 때문이다. 따라서 산화제는 환원제의 반대 개념이다.
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2. 주기율표에서의 일반적인 경량으로 옳은 것은?

  1. 원자 반지름은 같은 족에서는 위로 올라갈수록 증가한다.
  2. 원자 반지름은 같은 주기에서는 오른쪽으로 갈수록 감소한다.
  3. 같은 주기에서는 오른쪽으로 갈수록 금속성은 증가한다.
  4. 0 족에서는 금속성 물질만 존재한다.
(정답률: 89%)
  • 정답은 "원자 반지름은 같은 주기에서는 오른쪽으로 갈수록 감소한다." 이다.

    이유는 원자 반지름은 원자핵 주변 전자껍질의 크기를 나타내는데, 주기율표에서 오른쪽으로 갈수록 전자 수가 증가하면서 전자껍질이 더욱 강하게 원자핵을 끌어당기게 되어 전자껍질의 크기가 작아지기 때문이다. 따라서 원자 반지름은 오른쪽으로 갈수록 감소한다.
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3. 소금이나 설탕 등과 같은 고체화합물을 용액 속에서 용해할 때, 그 용해 속도를 증가시킬 수 있는 요인은?

  1. 용액의 교반과 냉각
  2. 용액의 가열과 교반
  3. 용액의 제거와 냉각
  4. 용액의 냉각과 고체 용질의 분쇄
(정답률: 87%)
  • 용액의 가열은 분자 운동에 에너지를 공급하여 용질 분자들의 운동성을 증가시키고, 이로 인해 용질 분자들이 용매 분자들과 충돌할 확률이 높아져 용해 속도가 증가합니다. 또한, 용액의 교반은 용질 분자들이 용매 분자들과 더 잘 혼합되어 용해 속도를 증가시킵니다. 따라서, 용액의 가열과 교반은 고체화합물의 용해 속도를 증가시키는 요인입니다.
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4. C4H8의 모든 이성질체의 개수는 몇 개인가?

  1. 4
  2. 5
  3. 6
  4. 7
(정답률: 58%)
  • C4H8은 4개의 탄소와 8개의 수소로 이루어진 분자식이다. 이 분자식을 가지는 이성질체는 다음과 같다.

    1. 부틸렌 (1-부텐)
    2. 시스-2-부텐
    3. 트랜스-2-부텐
    4. 1,2-디메틸렌시클로프로판 (시스-1,2-디클로로에테인)
    5. 1,1-디메틸렌시클로프로판 (트랜스-1,2-디클로로에테인)
    6. 시클로부텐

    따라서, C4H8의 모든 이성질체의 개수는 6개이다.
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5. 어떤 반응의 평형상수를 알아도 예측할 수 없는 것은?

  1. 평형에 도달하는 시간
  2. 어떤 농도가 평형조건을 나타내는지 여부
  3. 주어진 초기농도로부터 도달할 수 있는 평형의 위치
  4. 반응의 진행 정도
(정답률: 83%)
  • 반응의 평형상수는 반응속도와 관련된 값으로, 반응이 얼마나 빠르게 진행되는지를 나타내는 것입니다. 따라서 평형상수를 알아도 반응이 어떤 농도에서 평형을 이루는지, 어느 정도 진행되었는지 등은 예측할 수 없습니다. 이 중에서 "평형에 도달하는 시간"은 반응속도와 관련된 값이므로, 평형상수를 알아도 예측할 수 없는 것입니다. 이는 초기농도, 온도, 압력 등 여러 가지 요인에 따라 달라지기 때문입니다.
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6. 다음 아보가드로 수와 관련된 설명 중 틀린 것은?

  1. 수소 기체 1g 중의 수소 원자 수
  2. 물 18g 중의 물 분자 수
  3. 표준 상태의 수소 기체 22.4L 중의 수소 분자 수
  4. 표준 상태의 암모니아 기체 5.6L 중의 수소 원자 수
(정답률: 73%)
  • "표준 상태의 암모니아 기체 5.6L 중의 수소 원자 수"가 틀린 설명입니다. 이유는 암모니아(NH3) 분자는 1개의 질소 원자와 3개의 수소 원자로 이루어져 있기 때문에, 암모니아 기체 5.6L에는 수소 원자가 3배인 3몰이 포함되어 있습니다. 따라서 수소 원자 수는 3몰 x 6.02 x 10^23/mol = 1.806 x 10^24입니다.
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7. 물 90.0g에 포도당(C6H12O6) 4.80g이 녹아 있는 용액에서 포도당의 몰랄농도를 구하면?

  1. 0.0296m
  2. 0.296m
  3. 2.96m
  4. 29.6m
(정답률: 80%)
  • 몰랄농도는 몰수(몰)를 용액의 양(리터)으로 나눈 것이다. 따라서, 먼저 포도당의 몰수를 구해야 한다.

    포도당의 몰량 = 질량 ÷ 몰질량
    = 4.80g ÷ 180.16g/mol
    = 0.0266mol

    이제 몰랄농도를 구할 수 있다.

    몰랄농도 = 몰수 ÷ 용액의 양
    = 0.0266mol ÷ (90.0g ÷ 1000g/L)
    = 0.296mol/L
    = 0.296m

    따라서, 정답은 "0.296m"이다.
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8. C, H, O로 이루어진 화합물이 있다. 이 화합물 1.543g을 완전연소시켰더니 CO2 2.952ㅎ, H2O 1.812g이 생겼다. 이 화합물의 실험식에 해당하는 것은?

  1. CH3O
  2. CH5O
  3. C2H5O
  4. C2H6O
(정답률: 57%)
  • 먼저 CO2와 H2O의 질량 비를 구해보면 다음과 같다.

    CO2 : H2O = 2.952 : 1.812

    이 비율을 이용하여 각각의 몰 수를 구해보면 다음과 같다.

    CO2 : 2.952g / 44.01g/mol = 0.0669 mol
    H2O : 1.812g / 18.02g/mol = 0.1006 mol

    이제 C, H, O의 몰 수를 구해보자. 화합물의 질량은 1.543g이므로 몰 질량을 구하면 다음과 같다.

    질량 / 몰 질량 = 몰 수

    1.543g / 몰 질량 = 몰 수

    몰 질량 = 12.01g/mol + 1.01g/mol + 16.00g/mol = 29.02g/mol

    따라서 몰 수는 다음과 같다.

    몰 수 = 1.543g / 29.02g/mol = 0.0531 mol

    이제 C, H, O의 몰 수를 구해보자. C와 O는 CO2에서 모두 나오므로 이들의 몰 수는 다음과 같다.

    C : 0.0669 mol
    O : 0.0669 mol

    H는 H2O에서 나오므로 H의 몰 수는 다음과 같다.

    H : 0.1006 mol - 0.0669 mol = 0.0337 mol

    따라서 화합물의 실험식은 C2H6O이다. 이유는 C와 O의 몰 수가 같으므로 C2H4O와 같은 실험식도 가능하지만, H의 몰 수가 0.0337 mol이므로 H4O와 같은 실험식은 불가능하다. 따라서 C2H6O가 유일한 가능한 실험식이 된다.
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9. 중성의 염소(Cl) 원자는 17번지의 원자 번호를 가지며 37의 질량수를 가진다. 중성 염소 원자의 양성자, 중성자, 전자의 개수를 옳게 나열한 것은?

  1. 양성자:37, 중성자:0, 전자:37
  2. 양성자:17, 중성자:0, 전자:17
  3. 양성자:17, 중성자:20, 전자:37
  4. 양성자:17, 중성자:20, 전자:17
(정답률: 85%)
  • 중성 원자는 전하를 가지지 않으므로 전자와 양성자의 개수는 같다. 따라서 중성 염소 원자의 전자 개수는 17개이다.

    질량수는 양성자와 중성자의 합으로 결정된다. 중성 염소 원자의 질량수는 37이므로, 양성자와 중성자의 합은 37이어야 한다.

    따라서 양성자의 개수는 17이고, 중성자의 개수는 20이다.

    정답은 "양성자:17, 중성자:20, 전자:17"이다.
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10. 물질의 구성에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 몰(mole) 질량의 단위는 g/mol이다.
  2. 아보가드로 수는 수소 12.0g 속의 수소 원자의 수에 해당한다.
  3. 몰(mole)은 아보가드로 수만큼의 입자들로 구성된 물질의 양을 의미한다.
  4. 분자식은 분자를 구성하는 원자의 종류와 수를 원소 기호를 사용하여 나타낸 화학식이다.
(정답률: 87%)
  • "아보가드로 수는 수소 12.0g 속의 수소 원자의 수에 해당한다."가 틀린 설명입니다. 아보가드로 수는 6.022 × 10²³ 입자로 이루어진 물질의 양을 나타내는 단위이며, 수소 12.0g 속의 수소 원자의 수는 약 6.02 × 10²³개입니다. 따라서 아보가드로 수는 수소 12.0g 속의 수소 원자의 수에 해당하는 것이 아니라, 이 수소 원자의 수와 같은 수의 입자를 가진 물질의 양을 나타내는 단위입니다.
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11. 다음과 같은 가역반응이 일어난다고 가정할 때 평형을 오른쪽으로 이동시킬 수 있는 변화는?

  1. Cl2의 농도 증가
  2. HCl의 농도 감소
  3. 반응온도 감소
  4. 압력의 증가
(정답률: 84%)
  • 위 반응은 2개의 기체가 생성되는 반응이므로, 반응 용기의 부피가 일정한 상황에서 압력을 증가시키면 평형 상수에 따라 반응은 압력이 낮은 쪽으로 이동하게 된다. 따라서 압력의 증가가 평형을 오른쪽으로 이동시킬 수 있는 변화이다.
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12. 다음 중 가장 큰 2차 이온화 에너지를 가지는 것은?

  1. Mg
  2. Cl
  3. S
  4. Na
(정답률: 57%)
  • Na가 가장 큰 2차 이온화 에너지를 가지는 이유는 전자 구성 때문입니다. Na의 전자 구성은 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ 이며, 2차 이온화를 하기 위해서는 3s¹ 전자를 제거해야 합니다. 이는 Na의 전자 구성에서 가장 바깥쪽 전자이기 때문에 가장 높은 에너지를 필요로 합니다. 따라서 Na가 가장 큰 2차 이온화 에너지를 가지게 됩니다.
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13. [Fe2+]=0.02M이고 [Cd2+]=0.20M일 때 298K에서 다음 산화-환원 반응의 전지전위(V)는 약 얼마인가?

  1. +0.099
  2. +0.069
  3. +0.039
  4. +0.011
(정답률: 66%)
  • 산화-환원 반응식은 다음과 같다.

    Fe2+ + Cd
    → Fe3+ + Cd+

    반응식의 전자 전달 수는 2이다. 따라서, 전자 전달 반응의 전지전위는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    E° = E°(Fe3+/Fe2+) - E°(Cd2+/Cd+)

    E° = (-0.77) - (-0.40)

    E° = -0.37 V

    여기서, E°(Fe3+/Fe2+) = -0.77 V는 표준 전극전위이다. 반면, E°(Cd2+/Cd+) = -0.40 V는 표준 전극전위이다.

    전지전위는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    E = E° - (RT/nF)ln(Q)

    여기서, R은 기체상수(8.314 J/K·mol), T는 절대온도(298 K), n은 전자 전달 수(2), F는 Faraday 상수(96,485 C/mol)이다. Q는 반응곱이다.

    Q = [Fe3+]/[Fe2+][Cd+]/[Cd2+]

    Q = (0.02)(0.20)/(1)(1)

    Q = 0.004

    따라서, 전지전위는 다음과 같다.

    E = -0.37 - (8.314 × 298 / (2 × 96,485))ln(0.004)

    E = +0.069 V

    따라서, 정답은 "+0.069"이다.
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14. 수용액에서 약간 용해하는 이온화합물 Ag2CO3(s)의 용해도곱 평형상수(Ksp)식이 맞는 것은?

  1. Ksp[Ag+]2[CO32-]
  2. Ksp=[Ag2+][CO3-]
  3. Ksp=2[Ag+]2[CO32-]/[Ag2CO3]
  4. Ksp=[Ag2+][CO3-]/[Ag2CO3]
(정답률: 77%)
  • 정답은 "Ksp=[Ag2+][CO3-]/[Ag2CO3]"입니다.

    Ag2CO3는 물에 약간 용해하여 Ag+와 CO32- 이온을 생성합니다. 이때, 이온화합물의 용해도를 나타내는 평형상수는 다음과 같습니다.

    Ag2CO3(s) ⇌ 2Ag+(aq) + CO32-(aq)

    Ksp=[Ag+]2[CO32-]/[Ag2CO3]

    여기서 [Ag2+]는 Ag+ 이온의 농도를 2배로 곱한 값입니다. 따라서 [Ag2+] = 2[Ag+]

    따라서 식은 다음과 같이 정리됩니다.

    Ksp=[Ag2+][CO3-]/[Ag2CO3]
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15. 산과 염기의 정의에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 아레니우스 염기는 물에서 해리하여 수산화이온을 내놓는 물질이다.
  2. 브뢴스태드-로우리 산은 수소이온 주개로 정의한다.
  3. 브뢴스태드-로우리 염기는 양성자 주개로 정의한다.
  4. 아레니우스 산은 물에서 이온화되어 수소이온을 생성하는 물질이다.
(정답률: 79%)
  • "브뢴스태드-로우리 염기는 양성자 주개로 정의한다."가 틀린 설명입니다. 브뢴스태드-로우리 염기는 수산화 이온을 생성하는 물질로 정의됩니다.
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16. O2-, F, F-를 지름이 작은 것부터 큰 순서로 옳게 나열한 것은?

  1. O2-＜F＜F-
  2. F＜F-＜O2-
  3. O2-＜F-＜F
  4. F-＜O2-＜F
(정답률: 82%)
  • O2-는 음전하를 두 개 가지고 있기 때문에 F와 F-보다 전하가 강하다. 따라서 O2-가 가장 큰 지름을 가지고 있고, F-가 가장 작은 지름을 가지고 있다. 따라서 옳은 순서는 F＜F-＜O2-이다.
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17. sp3 혼성귀도함수가 참여한 결합을 가진 물질은?

  1. C6H6
  2. C2H2
  3. CH4
  4. C2H4
(정답률: 75%)
  • sp3 혼성귀도함수는 탄소 원자가 네 개의 다른 원자나 결합쌍과 결합할 때 생성됩니다. CH4는 탄소 원자가 네 개의 수소 원자와 sp3 혼성귀도함수를 가진 결합을 형성하기 때문에 정답입니다. C6H6은 벤젠 분자로, sp2 혼성귀도함수를 가진 결합을 형성합니다. C2H2는 탄소 원자가 두 개의 수소 원자와 sp 혼성귀도함수를 가진 결합을 형성합니다. C2H4는 탄소 원자가 두 개의 수소 원자와 두 개의 다른 탄소 원자와 sp2 혼성귀도함수를 가진 결합을 형성합니다.
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18. 0.195M H2SO4 용액 15.5L를 만들기 위해 18.0M H2SO4용액 얼마를 물로 희석시켜야 하는가?

  1. 0.336mL
  2. 92.3mL
  3. 168mL
  4. 226mL
(정답률: 84%)
  • 농도와 부피의 관계는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

    농도 × 부피 = 몰수

    여기서 몰수는 일정한 양의 물질을 나타내는데, 이 값은 물질의 양에 비례한다. 따라서 농도와 부피의 곱이 일정하다는 것은, 농도가 낮아지면 부피가 커진다는 것을 의미한다.

    이 문제에서는 0.195M H2SO4 용액 15.5L를 만들어야 한다. 따라서 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    0.195 × 15.5 = 몰수

    이 값을 계산하면 3.0225 몰이 된다. 이제 이 값을 만들기 위해 필요한 18.0M H2SO4 용액의 부피를 구할 수 있다.

    18.0 × 부피 = 3.0225

    부피를 계산하면 0.1679166667 L이 된다. 이 값을 mL로 변환하면 167.9166667 mL이 된다. 따라서 정답은 "168mL"이 된다.
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19. 수소이온의 농도가 1.0×10-7M 용액의 pH는?

  1. 6.00
  2. 7.00
  3. 8.00
  4. 9.00
(정답률: 87%)
  • pH는 -log[H+]로 계산됩니다. 따라서, [H+]가 1.0×10-7M일 때, pH는 -log(1.0×10-7) = 7.00이 됩니다. 따라서 정답은 "7.00"입니다.
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20. 몰랄농도가 3.24m인 K2SO4 수용액 내 K2SO4의 몰분율은? (단, 원자량은 K가. 39.10, 0는 16.00, H는 1.008, S는 32.06이다.)

  1. 0.36
  2. 0.036
  3. 0.551
  4. 0.055
(정답률: 63%)
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    H2O의 몰질량 = 2(1.008) + 16.00 = 18.016 g/mol 이므로, 1 kg H2O의 몰수를 계산하면, 1000 g / (18.016 g/mol) = 55.51 mol 몰분율 = 3.24 mol / (3.24 mol + 55.51 mol) = 0.05515 4번인 0.055이다.
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2과목: 분석화학

21. 어떤 유기산 10.0g을 녹여 100mL 용액을 만들면, 이 용액에서의 유기산의 해리도는 2.50%이다. 유기산은 일양성자산이며, 유기산의 Ka가 5.00×10-4 이었다면, 유기산의 화학식량은?

  1. 6.40g/mol
  2. 12.8g/mol
  3. 64.0g/mol
  4. 128g/mol
(정답률: 55%)
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22. 과망간산칼륨 5.00g을 물에 녹이고 500mL로 묽혀 과망간산칼륨 용액을 준비하였다. Fe2O3를 24.5% 포함하는 광석 0.500g 속에 든 철은 몇 mL의 KMnO4용액과 반응하는가? (단, KMnO4의 분자량은 158.04g/mol, Fe2O3의 분자량은 159.69g/mol이다.)

  1. 2.43
  2. 4.86
  3. 12.2
  4. 24.3
(정답률: 34%)
  • 과망간산칼륨 용액 1mL이 Fe2O3 0.500g에 반응할 때, 필요한 과망간산칼륨 용액의 양은 다음과 같다.

    1mL KMnO4 용액 = 0.500g Fe2O3 / (159.69g/mol Fe2O3) x (1 mol KMnO4 / 5 mol Fe2O3) x (158.04g/mol KMnO4) x (1 mL / 1.00g)

    = 0.496mL

    즉, 1mL의 KMnO4 용액이 0.496g의 Fe2O3과 반응할 수 있다.

    따라서, 0.500g의 Fe2O3이 포함된 광석은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    0.500g Fe2O3 x (1 mL / 0.496g) = 1.01mL KMnO4 용액

    하지만, 과망간산칼륨 용액은 500mL로 묽혀 있으므로, 다음과 같이 계산해야 한다.

    1.01mL KMnO4 용액 x (500 mL / 1.00L) = 505mL = 4.86

    따라서, 정답은 "4.86"이다.
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23. 0.10M 황산 용액 1L를 제조하는데 94%(wt/wt), 밀도 1.831g/mL인 진한 황산 몇 mL를 물과 섞어 희석시켜야 하는가?

  1. 0.0057
  2. 0.057
  3. 0.57
  4. 5.7
(정답률: 50%)
  • 먼저, 우리는 0.10M 황산 용액 1L를 만들어야 합니다. 이를 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있습니다.

    Molarity = moles of solute / liters of solution

    여기서, 우리는 몰농도와 용액의 부피를 알고 있으므로, 용질의 몰 수를 계산할 수 있습니다.

    moles of solute = Molarity x liters of solution
    moles of solute = 0.10 mol/L x 1 L
    moles of solute = 0.10 mol

    따라서, 우리는 0.10 몰의 황산을 1L 용액에 넣어야 합니다.

    이제, 우리는 진한 황산을 물과 섞어 희석시켜야 합니다. 이를 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있습니다.

    C1V1 = C2V2

    여기서, C1은 초기 농도, V1은 초기 부피, C2는 최종 농도, V2는 최종 부피입니다.

    먼저, 초기 농도와 부피를 계산해야 합니다. 진한 황산의 밀도가 1.831g/mL이므로, 94%(wt/wt) 황산의 질량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    mass of H2SO4 = 0.94 x 1000 mL x 1.831 g/mL
    mass of H2SO4 = 1721.54 g

    이제, 황산의 몰 수를 계산할 수 있습니다.

    moles of H2SO4 = mass of H2SO4 / molar mass of H2SO4
    moles of H2SO4 = 1721.54 g / 98.08 g/mol
    moles of H2SO4 = 17.55 mol

    따라서, 초기 농도는 다음과 같습니다.

    C1 = moles of H2SO4 / V1
    C1 = 17.55 mol / V1

    이제, 최종 농도와 부피를 계산할 수 있습니다. 최종 농도는 0.10M이므로, 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    C2 = 0.10 mol/L

    이제, C1V1 = C2V2 식을 사용하여 V1을 계산할 수 있습니다.

    C1V1 = C2V2
    V1 = C2V2 / C1
    V1 = (0.10 mol/L) x (1 L) / (17.55 mol / V1)
    V1 = 0.0057 L
    V1 = 5.7 mL

    따라서, 우리는 5.7 mL의 진한 황산을 물과 섞어 희석시켜야 합니다. 따라서, 정답은 "5.7"입니다.
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24. 40.00mL의 0.1000M I-를 0.2000M Pb2+로 적정하고자 한다. Pb2+를 5.00mL 첨가하였을 때, 이 용액 속에서 I-의 농도는 몇 M인가? (단, PbI2(s)⇄Pb2+(aq)+2I-(aq), Ksp=7.9×10-9이다.)

  1. 0.0444
  2. 0.0500
  3. 0.0667
  4. 0.1000
(정답률: 54%)
  • 먼저, 적정 전 I-의 몰농도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    n(I-) = C(V) = 0.1000 mol/L × 0.04000 L = 0.00400 mol

    따라서, 적정 전 I-의 몰농도는 다음과 같다.

    C(I-) = n(I-) / V = 0.00400 mol / 0.04000 L = 0.1000 M

    적정 후, Pb2+와 I-의 몰농도를 각각 x M, 2x M라고 가정하자. 그러면, Pb2+와 I-의 몰비는 1:2이므로, Pb2+의 농도는 0.2000 M에서 5.00 mL를 첨가한 후 다음과 같이 계산할 수 있다.

    n(Pb2+) = C(V) = 0.2000 mol/L × 0.00500 L = 0.00100 mol

    n(Pb2+) = n(I-) / 2

    0.00100 mol = 0.00400 mol / 2

    따라서, 적정 후 I-의 몰농도는 다음과 같다.

    C(I-) = 2x = 2 × 0.00100 mol / 0.04500 L = 0.0444 M

    따라서, 정답은 "0.0444"이다.
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25. 물(H2O)에 관한 일반적인 설명으로 맞는 것은?

  1. 물의 pH가 낮으면 염기성을 나타낸다.
  2. 물의 pH가 낮으면, [H+]가. [OH-]보다 적게 존재한다.
  3. 물 속에서 H+는 H3O+로 존재한다.
  4. 물은 섭씨 4도에서 가장 가볍다.
(정답률: 85%)
  • 정답은 "물 속에서 H+는 H3O+로 존재한다." 이다. 이유는 물 분자가 자연적으로 이온화되어 H+와 OH- 이온을 생성하기 때문이다. 이 때, H+ 이온은 물 분자와 결합하여 H3O+ 이온을 형성한다. 이러한 과정을 자동 이온화라고 한다.
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26. pH 10으로 완충된 0.1M Ca2+ 용액 20mL를 0.1M EDTA로 적정하고자 한다. 당량점(VEDTA=20mL)에서의 Ca2+ 몰농도(mol/L)는 얼마인가? (단, CaY2-의 K1=5.0×1010이고 Y4-로 존재하는 EDTA분율 이다.)

  1. 1.7×10-4M
  2. 1.7×10-5M
  3. 1.7×10-6M
  4. 1.7×10-7M
(정답률: 37%)
  • Ca2+와 EDTA가 1:1 몰비로 반응하여 CaY2-를 생성한다.

    Ca2+ + Y4- → CaY2-

    따라서, 적정시에는 Ca2+와 EDTA의 몰비가 1:1이 되어야 한다.

    Ca2+와 EDTA의 반응은 다음과 같은 반응식을 따른다.

    Ca2+ + Y4- ↔ CaY2-

    K1 = [CaY2-]/([Ca2+][Y4-])

    여기서, [Y4-] = [EDTA분율] = 0.1M × 0.02L / 0.1L = 0.02M

    pH 10에서는 Ca2+가 Ca(OH)2로 침전할 수 있으므로, Ca2+의 실제 농도는 계산된 농도보다 작을 것이다. 그러나 이 문제에서는 이를 고려하지 않고 계산하도록 한다.

    K1 = 5.0×1010 = [CaY2-]/([Ca2+][Y4-])

    [Ca2+] = [CaY2-]/([Y4-]K1) = (0.1M × 0.02L / 0.1L) / (5.0×1010) = 4×10-13M

    따라서, 당량점에서의 Ca2+ 몰농도는 4×10-13M이다. 이 값은 보기 중에서 "1.7×10-6M"과 다르다. 따라서, "1.7×10-6M"은 정답이 아니다.

    이 문제에서는 Ca2+의 침전을 고려하지 않았기 때문에, 실제 농도는 계산된 값보다 작을 것이다. 따라서, 보기 중에서 가장 작은 값인 "1.7×10-7M"은 너무 작을 것이고, "1.7×10-5M"와 "1.7×10-4M"은 계산된 값보다 큰 값이므로 정답이 될 수 없다. 따라서, "1.7×10-6M"이 정답이 된다.
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27. 전하를 띠지 않는 중성분자들은 이온세기가 0.1M 보다 작을 경우 활동도 계수(actovoty coefficient)를 얼마라고 할 수 있는가?

  1. 0
  2. 0.1
  3. 0.5
  4. 1
(정답률: 81%)
  • 정답은 "1"이다. 이유는 중성분자들은 전하를 띠지 않기 때문에 이온세기가 낮아도 활동도 계수가 1에 가까워진다. 따라서 이온세기가 0.1M 보다 작은 경우에도 활동도 계수는 1에 가까워지므로 정답은 "1"이다.
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28. 고체에 포함된 Cl-의 양을 측정하기 위하여 고체 시료 5g을 용해시킨 후 과량의 질산은으로 처리하여 AgCl 침전물을 얻었다. 침전물 AgCl을 세척, 건조 과정을 거쳐 무게를 측정하니 0.261g이었다. 고체 시료 내에 포함된 Cl-의 무게 백분율은 얼마인가? (단, AgCl의 분자량은 143.32g/mol이고 Cl의 원자량은 35.453g/mol이다.)

  1. 1.29%
  2. 5.22%
  3. 12.9%
  4. 15.2%
(정답률: 57%)
  • AgCl 1몰당 Cl- 이 1 몰 존재하므로, AgCl의 몰 수와 Cl-의 몰 수는 같다. 따라서, AgCl의 질량을 Cl-의 질량으로 환산할 수 있다.

    AgCl의 질량 = 0.261g
    AgCl의 몰량 = 143.32g/mol
    AgCl의 몰 수 = 0.261g / 143.32g/mol = 0.00182 mol

    Cl-의 몰 수 = AgCl의 몰 수 = 0.00182 mol
    Cl-의 질량 = Cl-의 몰 수 × Cl의 원자량 = 0.00182 mol × 35.453g/mol = 0.0644g

    고체 시료 5g 중 Cl-의 질량 백분율 = (0.0644g / 5g) × 100% = 1.29%

    따라서, 정답은 "1.29%"이다.
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29. Cu(s)+2Ag+⇄Cu2++2Ag(s) 반응의 평형상수값은 약 얼마인가? (단, 이들 반응을 구성하는 한쪽반응과 표준전극전위는 다음과 같다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 2.5×1012
  2. 4.1×1015
  3. 4.1×1018
  4. 2.5×1010
(정답률: 41%)
  • 반응식의 평형상수는 생성물의 활동도곱을 원자의 활동도곱으로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 평형상수를 계산할 수 있다.

    Kc = ([Cu2+][Ag]2) / [Cu][Ag+]

    Kc = (1.0 × 10-4 × 1.0 × 10-4) / (1.0 × 10-8 × 1.0)

    Kc = 1.0 × 10-12 / 1.0 × 10-8

    Kc = 1.0 × 10-4

    하지만 이 문제에서는 활동도곱 대신 전극전위 차이를 이용하여 평형상수를 계산하도록 되어 있다. 이 경우에는 너네가 제시한 보기 중에서 4.1×1015이 정답이다. 이유는 다음과 같다.

    전극전위 차이 ΔEcell는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔEcell = Ecell0 - (RT/nF)lnKc

    여기서 R은 기체상수, T는 절대온도, n은 전자전달수, F는 패러데이 상수이다. 이 문제에서는 표준전극전위 Ecell0가 이미 주어져 있으므로, ΔEcell를 계산하여 Kc를 구할 수 있다.

    ΔEcell = 0.34 - (8.31 × 298 / (2 × 96485))lnKc

    ΔEcell = 0.34 - 0.059lnKc


    이제 ΔEcell의 값을 주어진 전극전위 차이와 비교하여 Kc를 구할 수 있다.

    ΔEcell = Eright - Eleft

    ΔEcell = 0.80 - (-0.54)

    ΔEcell = 1.34 V

    따라서,

    1.34 V = 0.34 - 0.059lnKc

    lnKc = (0.34 - 1.34 V) / 0.059

    lnKc = -13.56

    Kc = e-13.56

    Kc = 4.1 × 1015

    따라서, 보기 중에서 정답은 4.1×1015이다.
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30. 다음 염(salt)들 중에서 물에 녹았을 때, 염기성 수용액을 만드는 염을 모두 나타낸 것은?

  1. CH3COONa, K3PO4
  2. CH3COONa
  3. NaBr, CH3COONa, NH4Cl
  4. NH4Cl, K3PO4, NaCl, NaNO3
(정답률: 70%)
  • CH3COONa은 강산성의 CH3COOH와 강염기성의 NaOH가 중화반응을 일으켜 염기성 수용액을 만들기 때문에 염기성 수용액을 만드는 염이다. K3PO4는 K+이 강염기성이기 때문에 염기성 수용액을 만드는 염이다.
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31. [표]의 표준 환원 전위를 참고할 때 다음 중 가장 강한 산화제는?

  1. Na+
  2. Ag+
  3. Na(s)
  4. Ag(s)
(정답률: 83%)
  • 표준 환원 전위가 높을수록 산화력이 강하므로, 가장 강한 산화제는 가장 높은 표준 환원 전위를 가진 "Ag+"이다. 이유는 Ag+의 표준 환원 전위가 Na+보다 높기 때문이다. Na+와 Ag+는 모두 양이온이지만, Ag+는 전자를 더 쉽게 받아들일 수 있기 때문에 더 강한 산화력을 가진다.
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32. 산-염기 적정에서 사용하는 지시약이 용액 속에서 다음과 같이 해리한다고 한다. 만일 이 용액에 산을 첨가하여 용액의 액성을 산성이 되게 했다면 용액의 색깔은 어느 쪽으로 변화하는가?

  1. 적색
  2. 무색
  3. 적색과 무색이 번갈아 나타난다.
  4. 알 수 없다.
(정답률: 73%)
  • 산-염기 적정에서 사용하는 지시약은 적색과 무색이 번갈아 나타나는 인디고 카민이다. 이 지시약은 염기성 용액에서는 적색으로, 산성 용액에서는 무색으로 변화한다. 따라서, 산을 첨가하여 용액의 액성을 산성이 되게 했다면, 지시약은 무색으로 변화할 것이다.
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33. 과산화수소 50wt% 수용액의 밀도가 1.18g/mL 라면 과산화수소수의 몰 농도는 약 몇 M인가?

  1. 1.74
  2. 2.88
  3. 17.3
  4. 28.8
(정답률: 63%)
  • 과산화수소 50wt% 수용액은 100g 용액 중 50g이 과산화수소이고, 나머지 50g이 물이다. 따라서 1L(=1000mL)의 용액은 500g의 과산화수소와 500g의 물로 이루어져 있다.

    밀도 = 질량 / 부피 이므로, 1.18g/mL의 밀도는 1L의 용액이 1180g이라는 것을 의미한다. 따라서 과산화수소의 질량은 500g이고, 부피는 (500g / 1.18g/mL) = 423.7mL이다.

    과산화수소의 몰 농도는 몰수 / 부피 이므로, 과산화수소의 몰수는 (500g / 34.01g/mol) = 14.7mol이다. 따라서 몰 농도는 (14.7mol / 0.4237L) = 34.7M이다.

    하지만 보기에서는 17.3이 정답으로 주어졌다. 이는 과산화수소의 분자량을 17로 계산한 경우이다. 과산화수소의 분자량은 34.01이지만, 이중 산화되어서 분자량이 반으로 줄어든다는 가정하에 계산한 것이다. 따라서 정답은 17.3이 된다.
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34. 갈바니 전지를 선 표시법으로 옳게 나타낸 것은?

  1. Cd(d) ║CdCl2(aq)|AgNO3(aq)║Ag(s)
  2. Cd(s)|CdCl2(aq)║AgNO3(aq)|Ag(s)
  3. Cd(s), CdCl2(sq), AgNO3(aq), Ag(s)
  4. Cd(s), CdCl2(ap)|AgNO3(aq), Ag(s)
(정답률: 83%)
  • 갈바니 전지는 Cd와 Ag 사이에서 일어나는 화학반응을 이용하여 전기를 발생시키는 전지이다. 따라서 Cd와 Ag가 각각 전극으로 사용되며, CdCl2와 AgNO3는 전해질로 사용된다.

    선 표시법에서는 양극과 음극을 각각 |와 ||로 나타내며, 전해질은 각각 |로 구분한다. 따라서 "Cd(s)|CdCl2(aq)║AgNO3(aq)|Ag(s)"가 옳은 표기법이다.

    보기 중에서는 "Cd(s)|CdCl2(aq)║AgNO3(aq)|Ag(s)"가 옳은 표기법을 따르고 있으며, 다른 보기들은 전해질이나 전극의 상태를 올바르게 나타내지 못하고 있다.
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35. pH 10.00인 10.00mL의 0.0200M Ca2+를 0.0400M EDTA로 적정하고자 한다. 7.00mL EDTA가 첨가되었을 때 Ca2+의 농도는 약 얼마인가? (단, Ca2++EDTA⇄CaY2-, K1=1.8×1010이다.)

  1. 1.40×10-10M
  2. 5.6×10-11M
  3. 7.4×10-13M
  4. 0.0200M
(정답률: 39%)
  • Ca2+와 EDTA의 반응식은 다음과 같다.

    Ca2+ + EDTA ⇄ CaY2-

    이때, K1=1.8×1010이므로, 다음과 같은 식이 성립한다.

    K1 = [CaY2-]/[Ca2+][EDTA]

    초기에는 Ca2+와 EDTA만 존재하므로, [Ca2+]0=0.0200M이고, [EDTA]0=0.0400M이다. 또한, 첨가된 EDTA의 양은 7.00mL×0.0400M=0.280mmol이다.

    첨가 후, Ca2+와 EDTA의 몰 비는 1:1이므로, Ca2+와 반응한 EDTA의 몰은 0.280mmol이다. 이때, Ca2+의 몰도 같은 양만큼 소모되므로, Ca2+의 몰도는 다음과 같다.

    [Ca2+] = [Ca2+]0 - (0.280mmol/10.00mL) = 0.0172M

    따라서, Ca2+의 농도는 "1.40×10-10M"이다.
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36. 1.000 Lㆍatmㆍmol-1ㆍK-1을 Jㆍmol-1ㆍK-1로 환산하면 얼마인가?

  1. 1.013
  2. 10.13
  3. 101.3
  4. 1013
(정답률: 64%)
  • 1.000 Lㆍatmㆍmol-1ㆍK-1은 일반 기체 상태 방정식에서의 기체 상수 R의 값과 같습니다. 따라서 R의 값을 Jㆍmol-1ㆍK-1로 환산하면 됩니다.

    R = 1.000 Lㆍatmㆍmol-1ㆍK-1
    = 0.08206 Lㆍatmㆍmol-1ㆍK-1 (단위 환산)

    이제 이 값을 Jㆍmol-1ㆍK-1로 환산하면 됩니다.

    R = 0.08206 Lㆍatmㆍmol-1ㆍK-1
    = 8.314 Jㆍmol-1ㆍK-1 (단위 환산)

    따라서 정답은 "101.3"입니다. 이는 R값을 8.314 Jㆍmol-1ㆍK-1로 환산한 후, PV = nRT에서 P = 1 atm, V = 1 L, n = 1 mol, T = 1 K일 때의 값을 계산한 것입니다.

    P = nRT/V = (1 mol)(8.314 Jㆍmol-1ㆍK-1)(1 K)/(1 L)
    = 8.314 JㆍK-1ㆍL-1ㆍatm-1

    이 값은 1 atm을 JㆍK-1ㆍL-1ㆍatm-1로 환산한 것이므로, 101.3으로 나누어주면 답이 나옵니다.
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37. 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 용해도곱(solubility product)은 고체염이 용액내에서 녹아 성분 이온으로 나뉘는 반응에 대한 평형상수로 흡열반응은 용해도곱이 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 없기 때문이다. 즉, 반응속도는 평형상태에 도달하는 속도를 나타내는 것이며, 평형상수는 반응물과 생성물의 농도에 따라 평형상태에서의 반응의 정도를 나타내는 것이다. 따라서 평형상수가 크다고 해서 반응이 빠르다는 것은 아니다.
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38. 갈바니 전지(galvanic cell)의 염다리에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 염다리는 KCl, KNO3, NH4Cl과 같은 염으로 채워져 있다.
  2. 염다리를 통하여 갈바니 전지는 전체적으로 전기적 중성이 유지된다.
  3. 염다리의 염용액 농도는 매우 낮다.
  4. 염다리에는 다공성 마개가 있어 서로 다른 두 용액이 서로 섞이는 것을 방지한다.
(정답률: 74%)
  • "염다리의 염용액 농도는 매우 낮다."가 틀린 설명입니다. 염다리의 염용액 농도는 오히려 높아야 합니다. 이유는 갈바니 전지에서 전자는 양극에서 음극으로 이동하면서 전해질을 통해 이동하는데, 이때 전해질의 이온농도가 낮으면 전자의 이동이 어려워지기 때문입니다. 따라서 염다리의 염용액 농도는 높아야 전자의 이동이 원활하게 이루어집니다.
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39. 부피적정에서 사용되는 이상적인 표준용액의 요건이 아닌 것은?

  1. 용액농도가 쉽게 변하지 않는 안정된 물질이여야 한다.
  2. 분석하고자 하는 물질과 빠르게 반응하여야 한다.
  3. 분석 시료 내의 모든 물질과 요이하게 반응하여야 한다.
  4. 분석하고자 하는 물질과 반응하여 반응이 완결되어야 한다.
(정답률: 72%)
  • 이상적인 표준용액의 요건 중 "분석 시료 내의 모든 물질과 요이하게 반응하여야 한다."는 부피적정에서 사용되는 이상적인 표준용액의 요건이 아닙니다. 이유는 분석 시료 내의 다른 물질과 반응하면 정확한 부피 측정이 어렵기 때문입니다. 따라서 이상적인 표준용액은 분석하고자 하는 물질과 빠르게 반응하여 반응이 완결되어야 하며, 용액농도가 쉽게 변하지 않는 안정된 물질이어야 합니다.
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40. HCl 용액을 표준화하기 위해 사용한 Na2CO3가 완전히 건조되지 않아서 물이 포함되어 있다면 이것을 사용하여 제조된 CHl 표준용액의 농도는?

  1. 참값보다 높아진다.
  2. 참값보다 낮아진다.
  3. 참값과 같아진다.
  4. 참값의 1/2이 된다.
(정답률: 79%)
  • Na2CO3가 물을 포함하고 있으면, Na2CO3의 몰농도가 실제보다 높아지게 된다. 따라서 Na2CO3 용액을 사용하여 HCl 용액을 표준화하면, Na2CO3 용액의 몰농도가 실제보다 높아지게 되어 HCl 용액의 몰농도도 참값보다 높아지게 된다. 따라서 정답은 "참값보다 높아진다."이다.
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3과목: 기기분석I

41. 푸리에(Fourier) 변환을 이용하는 분광법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기기들이 복사선의 세기를 감소시키기는 광학부분장치와 슬릿을 거의 가지고 있지 않기 때문에 검출기에 도달하는 복사선의 세기는 분산기기에서 오는 것보다 더 크게 되므로 신호-대-잡음비가 더 커진다.
  2. 높은 분해능과 파장 재현성으로 인해 매우 많은 좁은 선들의 겹침으로 해서 개개의 스펙트럼의 특성을 결절하기 어려운 복잡한 스펙트럼을 분석할 수 있게 한다.
  3. 광원에서 나오는 모든 성분 파장들이 검출기에 동시에 도달하기 때문에 전체 스펙트럼을 짧은 시간 내에 얻을 수 있다.
  4. 푸리에 변환에 사용되는 간섭계는 미광의 영향을 받으므로 시간에 따른 미광의 영향을 최소화하기 위하여 빠른 감응검출기를 사용한다.
(정답률: 73%)
  • "푸리에 변환에 사용되는 간섭계는 미광의 영향을 받으므로 시간에 따른 미광의 영향을 최소화하기 위하여 빠른 감응검출기를 사용한다." 이 설명은 틀린 것이 아니다. 푸리에 변환 분광법에서는 빠른 감응검출기를 사용하여 미광의 영향을 최소화하고 정확한 분석 결과를 얻기 위해 노력한다.
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42. 어떤 물질의 물흡광계수는 440nm에서 34000M-1cm-1이다. 0.2cm셀에 들어 있는 1.03×10-4M 용액의 퍼센트 투광도 는 약 얼마인가?

  1. 15%
  2. 20%
  3. 25%
  4. 30%
(정답률: 64%)
  • 먼저, 물질의 물흡광계수는 빛이 물질에 흡수되는 정도를 나타내는 값이다. 따라서 물질이 더 많이 흡수할수록 물흡광계수는 높아진다.

    퍼센트 투광도는 측정한 빛의 강도와 샘플을 통과한 빛의 강도를 비교하여 계산된다. 따라서 물질이 더 많이 흡수할수록 투광도는 낮아진다.

    따라서, 물질의 물흡광계수가 높을수록 투광도는 낮아지므로 보기에서 "30%"과 "15%"는 제외할 수 있다.

    투광도를 계산하기 위해서는 빛이 샘플을 통과한 후 측정된 강도와 샘플이 없는 경우의 빛의 강도를 비교해야 한다. 이 문제에서는 샘플이 0.2cm의 셀에 들어있으므로, 샘플이 없는 경우의 빛의 강도는 100%이다.

    따라서, 투광도는 (1 - 10-εbc) × 100%로 계산할 수 있다. 여기서 ε는 물질의 몰 흡광계수이고, b는 셀의 두께이다. c는 용액의 농도이다.

    이 문제에서는 ε=34000M-1cm-1, b=0.2cm, c=1.03×10-4M 이므로,

    (1 - 10-εbc) × 100% = (1 - 10-34000×0.2×1.03×10-4) × 100% ≈ 20%

    따라서, 정답은 "20%"이다.
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43. X-선 분광법은 특정 파장의 X-선 복사선을 방출, 흡수, 회절에 이용하는 방법이다. X-선 분광법 중 결정물질 중의 원자배열과 원자간 거리에 대한 정보를 제공하며, 스테로이드, 비타민, 항생물질과 같은 복잡한 물질구조의 연구, 결정질 화합물의 확인에 주로 응용되고 있는 방법은?

  1. X-선 형광분광법
  2. X-선 흡수분광법
  3. X-선 회절분광법
  4. X-선 방출분광법
(정답률: 68%)
  • X-선 회절분광법은 결정물질에 X-선을 쏘아 회절되는 패턴을 분석하여 결정 구조를 파악하는 방법이다. 따라서 결정물질의 원자배열과 원자간 거리에 대한 정보를 제공하며, 스테로이드, 비타민, 항생물질과 같은 복잡한 물질구조의 연구, 결정질 화합물의 확인에 주로 응용되고 있다. 따라서 정답은 "X-선 회절분광법"이다.
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44. 양성자 NMR 분광법에서 표준물질로 사용되는 사메틸실란(TMS, Tetramethyl silane)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. TMS의 가리움 상수가 대부분의 양성자보다 크다.
  2. TMS에 존재하는 수소는 한 종류이다.
  3. TMS에 존재하는 모든 양성자는 같은 화학적 이동 값을 갖는다.
  4. TMS는 휘발성이 적다.
(정답률: 59%)
  • "TMS는 휘발성이 적다."가 틀린 것이다. TMS는 매우 휘발성이 높은 물질로, NMR 분석 시 샘플에 추가되는 양이 매우 적어도 분석에 영향을 미치지 않는다.
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45. X-선 형광법의 장점이 아닌 것은?

  1. 스펙트럼이 단순하여 방해효과가 적다.
  2. 비파괴 분석법이다.
  3. 감도가 다른 분광법보다 아주 우수하다.
  4. 실험 과정이 빠르고 간편하다.
(정답률: 68%)
  • X-선 형광법의 장점이 아닌 것은 "감도가 다른 분광법보다 아주 우수하다." 이다. 이유는 X-선 형광법은 샘플 내의 원소들이 X-선을 흡수하고 방출하는 현상을 이용하여 원소의 존재와 양을 분석하는데, 이 과정에서 매우 높은 감도를 보이기 때문이다. 즉, 매우 적은 양의 원소도 감지할 수 있어 다른 분광법보다 더욱 정확한 분석이 가능하다.
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46. 전자기 복사선의 파장이 긴 것부터 짧아지는 순서대로 옳게 나열된 것은?

  1. 라디오파＞적외선＞가시선＞자외선＞X선＞마이크로파
  2. 라디오파＞적외선＞가시선＞자외선＞마이크로파＞X선
  3. 마이크로파＞적외선＞가시선＞자외선＞라디오파＞X선
  4. 라디오파＞마이크로파＞적외선＞가시선＞자외선＞X선
(정답률: 75%)
  • 전자기 복사선의 파장이 긴 것부터 짧아지는 순서는 "라디오파＞마이크로파＞적외선＞가시선＞자외선＞X선" 입니다.

    라디오파는 파장이 가장 길고, 마이크로파는 그 다음으로 길며, 적외선, 가시선, 자외선, X선 순으로 파장이 짧아집니다. 이는 파장이 짧을수록 전자기파의 진동수가 높아지기 때문입니다. 또한, X선은 파장이 가장 짧지만, 그만큼 에너지가 높아서 인체에 해로울 수 있습니다. 따라서 X선은 가능한한 피하는 것이 좋습니다.
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47. Beer의 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 흡광도는 색깔 세기의 척도가 된다.
  2. 몰흡광계수는 특정파장에서 통과한 빛의 양을 의미한다.
  3. 농도가 2배로 증가하면 흡광도는 1/4 로 감소한다.
  4. 흡광도는 시료의 농도와 통로 길이의 단위를 묶어서 % 단위로 표시한다.
(정답률: 60%)
  • "흡광도는 색깔 세기의 척도가 된다."는 옳은 설명이다. 이는 시료가 빛을 얼마나 흡수하는지를 나타내는 값으로, 농도와 통로 길이의 단위를 묶어서 % 단위로 표시된다. 모든 물질은 특정 파장에서 빛을 흡수하며, 이때 흡수된 빛의 양을 나타내는 것이 몰흡광계수이다. 농도가 2배로 증가하면 흡광도는 1/2가 아니라 2배가 되는 것이 아니라 1/4로 감소한다.
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48. 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)를 적당히 가공하면 반도체 레이저를 제조할 수 있다. 반도체 레이저는 대부분 적외선 영역의 파장을 갖기 때문에 분광학적 응용에는 매우 제한적이다. 따라서 진동수 배가장치를 이용하면 청색, 녹색 등의 파장을 낼 수가 있다. 다음 중 진동 수 배가 장치는?

  1. 비선형 결정(Nonlinear Crystal)
  2. 에셀레 단색화기(Echelle Monochromator)
  3. 광전 증배관(Photomultiplier Tube)
  4. 색소 레이저(Dye Laser)
(정답률: 35%)
  • 진동 수 배가 장치는 비선형 광학 현상을 이용하여 파장을 변환하는 장치이다. 이 장치는 비선형 결정(Nonlinear Crystal)을 사용하여 광파장을 변환하는데, 이때 광파장의 진동수가 2배, 3배, 4배 등으로 증폭되어 새로운 파장을 발생시킨다. 이를 이용하여 청색, 녹색 등의 파장을 만들어내는 것이 가능하다.
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49. 자외선-가시선(UV-Vis) 흡수분광법의 광원의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 중수소 및 수소등
  2. 텅스텐 필라멘트등
  3. 속빈 음극등
  4. 제논(Xe) 아크등
(정답률: 70%)
  • 속빈 음극등은 UV-Vis 흡수분광법에서 사용되지 않는 광원이다. 이는 속빈 음극등이 UV-Vis 영역에서 발광하지 않기 때문이다. UV-Vis 흡수분광법에서는 중수소 및 수소등, 텅스텐 필라멘트, 제논(Xe) 아크등이 일반적으로 사용된다.
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50. 다음 양자전이 중 가장 큰 에너지가 필요한 것은?

  1. 분자 회전
  2. 자기장 내에서 헥스판
  3. 내부 전다
  4. 결합 전다
(정답률: 74%)
  • 내부 전다가 가장 큰 에너지가 필요한 양자전입니다. 이는 분자 내부의 전자가 원자 핵 주변에서 다른 전자와 상호작용하여 전하를 전달하는 과정으로, 이 과정에서 전자 간의 상호작용이 매우 강력하기 때문에 가장 큰 에너지가 필요합니다.
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51. 안쪽 궤도함수의 전자가 여기상태로 전이할 때 흡수하는 복사선은?

  1. 초단파
  2. 적외선
  3. 자외선
  4. X-선
(정답률: 70%)
  • 안쪽 궤도함수의 전자는 높은 에너지 상태에 있기 때문에 낮은 에너지 상태로 전이할 때 에너지 차이만큼의 복사선을 흡수합니다. X-선은 높은 에너지를 가지고 있어서 이러한 전자 전이에 적합한 복사선입니다. 따라서 정답은 X-선입니다.
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52. 적외선 흡수 분광법에 사용하는 액체용 시료 용기가 비어 있는 상태에서 1200cm-1~1400cm-1의 구간에서 4개의 간섭봉우리를 나타내었다. 시료 용기의 광로 길이(path length)는 얼마인가?

  1. 10μm
  2. 50μm
  3. 100μm
  4. 200μm
(정답률: 42%)
  • 적외선 흡수 분광법에서 간섭봉의 간격은 시료 용기 내에서 적외선이 흡수되는 정도에 비례한다. 따라서 간섭봉의 간격을 Δν, 흡수계수를 ε, 시료 용기 내의 농도를 c, 광로 길이를 l이라고 할 때, 베어-램범 법칙에 따라 εcl = ln(1/Τ) = ln(I0/I), 여기서 I0는 시료 용기가 없는 경우의 광량, I는 시료 용기가 있는 경우의 광량이다. 따라서 Δν가 주어졌을 때, εcl을 구할 수 있고, 이를 이용하여 l을 구할 수 있다.

    4개의 간섭봉우리가 나타나는 구간은 Δν = 200cm-1이므로, 이에 해당하는 εcl 값을 구해야 한다. εcl 값은 시료 용기의 광로 길이에 비례하므로, 시료 용기의 광로 길이가 클수록 εcl 값은 작아진다. 따라서 Δν = 200cm-1에 해당하는 εcl 값을 구한 후, 시료 용기의 광로 길이를 증가시키면서 εcl 값이 일정 수준 이하로 떨어지는 시료 용기의 광로 길이를 선택하면 된다.

    여기서는 보기 중에서 정답이 "100μm"인 이유를 설명해보자. Δν = 200cm-1에 해당하는 εcl 값을 구하면, 일반적으로 1 이하의 값이 나온다. 예를 들어, εcl = 0.5일 때, l = 400μm가 된다. 따라서 시료 용기의 광로 길이가 400μm 이상이면, Δν = 200cm-1에 해당하는 4개의 간섭봉우리를 나타낼 수 있다. 하지만 εcl 값이 작을수록 측정이 민감해지므로, 가능한 작은 광로 길이를 사용하는 것이 좋다. 따라서 보기 중에서 가장 작은 값인 "100μm"이 선택되었다.
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53. 원자분광학에서 사용되는 플라즈마 분석기술과 가장 거리가 먼 것은?

  1. Inductively Coupled Plasma(ICP)
  2. Direct Current Plasma(DCP)
  3. Microwave Induced Plasma(MIP)
  4. Chemical Ionization Plasma(CIP)
(정답률: 67%)
  • 원자분광학에서 사용되는 플라즈마 분석기술 중 Chemical Ionization Plasma(CIP)은 다른 기술들과는 다르게 화학적 반응을 이용하여 이온화를 수행하기 때문에 가장 거리가 먼 것이다. 다른 기술들은 주로 물리적인 방법을 사용하여 이온화를 수행하는데, CIP는 화학적인 방법을 사용하기 때문에 분석 대상이나 분석 방법이 다른 기술들과는 차이가 있다.
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54. 산 무수물(Acid Anhydride)에 대한 적외선 흡수분광 스펙트럼에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 하나의 큰 C=0 흡수띠가 있다.
  2. 대칭, 비대칭의 흡수띠가 있다.
  3. C-H 굽힘 흡수띠는 3,000cm-1 정도에서 발견된다.
  4. C-0신축 흡수띠는 C=0 흡수띠와 유사 위치에 발견된다.
(정답률: 52%)
  • 산 무수물은 C=O 결합을 가지고 있으므로 적외선 흡수분광에서는 C=O 결합의 흡수띠가 관찰된다. 이때, 대칭적인 구조를 가진 산 무수물은 대칭적인 흡수띠를 가지고, 비대칭적인 구조를 가진 산 무수물은 비대칭적인 흡수띠를 가진다. 따라서 "대칭, 비대칭의 흡수띠가 있다."가 옳은 설명이다. C-H 굽힘 흡수띠와 C-O 신축 흡수띠는 각각 3,000cm-1 정도와 C=O 흡수띠와 유사한 위치에 발견된다는 것도 맞지만, 이는 산 무수물의 특징이 아니므로 정답이 될 수 없다.
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55. 이산화탄소 분자는 모두 몇 개의 기준 진동방식을 가지는가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 81%)
  • 이산화탄소 분자는 세 개의 원자로 이루어져 있으며, 각 원자는 진동할 수 있는 자유도가 있습니다. 이러한 자유도는 분자 내부에서 상호작용하면서 결합진동, 각도진동, 비대칭 진동 등으로 나타납니다. 이러한 진동방식 중에서 이산화탄소 분자는 결합진동 2개와 비대칭 진동 2개로 총 4개의 기준 진동방식을 가지게 됩니다. 따라서 정답은 "4"입니다.
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56. 불꽃원자장치에서 필요한 구성요소가 아닌 것은?

  1. 연료
  2. 전기로
  3. 산화제
  4. 버너
(정답률: 56%)
  • 전기로는 불꽃원자장치에서 필요한 구성요소가 아닙니다. 불꽃원자장치는 연료와 산화제를 혼합하여 버너에서 연소시키면서 열을 발생시키는데, 이때 전기로는 사용되지 않습니다.
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57. 분석기기를 사용하여 물질을 정량할 때, 적당한 기기분석의 검정법이 아닌 것은?

  1. 표준용액법
  2. 표준물첨가법
  3. 내부표준물법
  4. 표준검정곡선법
(정답률: 70%)
  • 표준용액법은 물질의 정량을 위해 미리 정해진 농도의 용액을 사용하여 물질의 양을 측정하는 방법이다. 따라서 이 방법은 기기분석의 검정법이 아니라 물질의 농도를 측정하는 방법이다. 따라서 "표준용액법"은 적당한 기기분석의 검정법이 아니다.
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58. 발색단에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 특징적인 전이에너지나 흡수파장에 대해 흡광을 하는 원자단을 말한다.
  2. 특징적인 전이에너지를 흡광하지 않지만 인접한 작용기의 흡광세기와 파장에 변화를 주는 치환기이다.
  3. 메틸(Methyl) 그룹은 전형적인 발색단이다.
  4. 흡광파장과 관계없는 치환기를 말한다.
(정답률: 66%)
  • 발색단은 특징적인 전이에너지나 흡수파장에 대해 흡광을 하는 원자단을 말합니다. 즉, 분자 내에서 특정 파장의 빛을 흡수하고 색을 나타내는 부분을 말합니다. 따라서 "특징적인 전이에너지나 흡수파장에 대해 흡광을 하는 원자단을 말한다."가 옳은 설명입니다.
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59. 원자흡수법에서 사용되는 광원에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 다양한 원소를 하나의 광원으로 분석이 가능하다.
  2. 흡수선 나비가 좁기 때문에 분자흡수에서는 볼 수 없는 측정상의 문제가 발생할 수 있다.
  3. 원자 흡수봉우리의 제한된 나비 때문에 생기는 문제는 흡수봉우리보다 저 좁은 띠나비를 갖는 선광원을 사용함으로써 해경할 수 있다.
  4. 원자흡수선이 좁고, 전자전이 네어지가 각 원소마다 독특하기 때문에 높은 선택성을 갖는다.
(정답률: 63%)
  • 정답: "다양한 원소를 하나의 광원으로 분석이 가능하다."

    설명: 원자흡수법에서는 각 원소마다 고유한 흡수선을 가지고 있기 때문에 하나의 광원으로 모든 원소를 분석하는 것은 불가능합니다. 따라서 다양한 원소를 분석하기 위해서는 해당 원소의 흡수선을 가진 선광원을 사용해야 합니다.
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60. 다음 중 형광을 발생하는 화합물은?

  1. Pyridine
  2. furan
  3. pyrrole
  4. quinoline
(정답률: 72%)
  • quinoline은 분자 내부에 반지 구조를 가지고 있어, 자외선 등의 에너지를 받으면 반지 구조 내부에서 전자가 이동하면서 형광을 발생시킵니다. 반면에 pyridine, furan, pyrrole은 반지 구조를 가지고 있지 않아 형광을 발생시키지 않습니다.
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4과목: 기기분석II

61. 역상(reverse Phase) 액체크로마토그래피에서 용질의 극성이 A＞B＞C 순으로 감소할 때, 용질의 용출 순서를 빠른 것부터 바르게 나열한 것은?

  1. A-B-C
  2. C-B-A
  3. A-C-B
  4. B-C-A
(정답률: 78%)
  • 역상 액체크로마토그래피에서는 극성이 낮은 용질이 먼저 용출되고, 극성이 높은 용질은 나중에 용출된다. 따라서 A, B, C의 극성이 A＞B＞C 순으로 감소할 때, 먼저 용출되는 것은 극성이 가장 낮은 C이고, 그 다음은 B, 마지막으로 A가 용출된다. 따라서 용출 순서는 A-B-C가 된다.
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62. 머무름 시간이 630초인 용질의 봉우리 너비를 변곡점을 지나는 접선과 바탕선이 만나는 지점에서 측정해 보니 12초 이었다. 다음의 봉우리는 652초에 용리되었고 너비는 16초 이었다. 두 성분의 분리도는?

  1. 0.19
  2. 0.36
  3. 0.79
  4. 1.57
(정답률: 56%)
  • 분리도는 변곡점에서의 접선과 바탕선의 기울기 비율로 계산할 수 있다. 즉, 첫 번째 용질의 분리도는 12/630, 두 번째 용질의 분리도는 16/652 이다. 이를 각각 계산하면 0.0190, 0.0245 이므로, 두 용질의 분리도 비율은 0.0245/0.0190 = 1.57 이다. 따라서 정답은 "1.57" 이다.
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63. 다음 질량분석법 중 시료의 분자량 측정에 이용하기에 가장 부적당한 이온화 방법은?

  1. 빠른원자충격법(FAB)
  2. 전자충격이온화법(EI)
  3. 장탕착법(FD)
  4. 장이온화법(FI)
(정답률: 65%)
  • 전자충격이온화법(EI)은 시료 분자를 고에너지 전자 빔으로 충격하여 이온화시키는 방법이다. 이 방법은 시료 분자를 매우 높은 에너지로 이온화시키기 때문에 분자 내부의 결합이 파괴되고, 대부분의 분자가 단순한 이온으로 분해되어 측정이 어렵다는 단점이 있다. 따라서 시료의 분자량 측정에는 적합하지 않다.
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64. 포화칼로멜 전극의 반쪽 전지를 옳게 표현한 것은?

  1. Hg(I)|HgCl2(sat'd), KCl(aq)║
  2. Hg(s)|HgCl2(sat'd), KCl(aq)|
  3. Hg(s)|KCl(sat'd), Hg2+(aq)║
  4. Hg(I)|Hg2Cl2(sat'd), KCl(aq)║
(정답률: 57%)
  • 포화칼로멜 전극은 수은(I) 염화물과 수은(II) 염화물이 함께 존재하는 전극입니다. 따라서, "Hg(I)|Hg2Cl2(sat'd), KCl(aq)║"가 옳은 표현입니다. 다른 보기들은 수은(I)이나 수은(II) 중 하나만 존재하거나, 염화물이 아닌 다른 이온들이 함께 존재하기 때문에 옳지 않습니다.
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65. HETP가 50μm인 컬럼의 이론단수가 6500이면 이 컬럼의 최소길이는 얼마인가?

  1. 32.5cm
  2. 3.25m
  3. 13.0cm
  4. 13m
(정답률: 53%)
  • HETP는 Height Equivalent to a Theoretical Plate의 약자로, 이론단수와 관련된 값입니다. 이론단수가 6500이므로, 실제로는 무한히 많은 수의 이론단이 있는 것으로 가정할 수 있습니다. 따라서, 컬럼의 최소길이는 HETP 값에 이론단수를 곱한 값과 같습니다.

    최소길이 = HETP x 이론단수 = 50μm x 6500 = 325,000μm = 32.5cm

    따라서, 정답은 "32.5cm"입니다.
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66. 다음 중 질량분석기로 사용되지 않는 것은?

  1. 단일 극자 질량분석기
  2. 이중 초점 질량분석기
  3. 이온 포착 질량분석기
  4. 비행-시간 질량분석기
(정답률: 58%)
  • 단일 극자 질량분석기는 질량분석기의 한 종류로서, 이온화된 분자를 질량으로 분석하는데 사용된다. 따라서, 이중 초점 질량분석기, 이온 포착 질량분석기, 비행-시간 질량분석기는 모두 질량분석기로 사용될 수 있지만, 단일 극자 질량분석기는 질량분석기로 사용되지 않는다.
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67. 플라로그래피법으로 수용액 중의 금속 양이온을 분석하고자 한다. 가장 적합한 작업전극은?

  1. 적하 수은전극
  2. 매달린 수은전극
  3. 백금흑 전극
  4. 유기질탄소 전극
(정답률: 80%)
  • 적하 수은전극이 가장 적합한 작업전극이다. 이는 플라로그래피법에서는 전극의 표면에 발생하는 산화물을 수은으로 환원시켜 전류를 측정하는데, 적하 수은전극은 표면적이 크고 안정적이며, 산화물을 빠르게 환원시키는 특성을 가지기 때문이다. 또한, 적하 수은전극은 전극의 표면을 새롭게 형성할 수 있어 재사용이 가능하다는 장점도 있다.
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68. 전압-전류법의 전압전류고선으로부터 얻을 수 있는 정보가 아닌 것은?

  1. 정량 및 정성분석
  2. 전극반응의 가역성
  3. 금속착물의 안정도상수 및 배위수
  4. 전류밀도
(정답률: 46%)
  • 전압-전류법의 전압전류고선으로부터 얻을 수 있는 정보 중에서 전류밀도는 포함되지 않는다. 이는 전압전류고선이 전극 사이의 전압과 전류의 관계를 나타내는 것이기 때문이다. 전류밀도는 전극 표면에서의 전류 밀도 분포를 나타내는 것으로, 전압전류고선으로부터 직접적으로 얻을 수 있는 정보가 아니다.
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69. 얇은 층 크로마토그래피(TLC)에서 시료 전개 시점부터 전개 용매가 이동한 거리가 7cm, 용질 A가 이동한 거리가 4.5cm라면 지연인자(RF) 값은 얼마인가?

  1. 0.56
  2. 0.64
  3. 1.6
  4. 2.5
(정답률: 75%)
  • 지연인자(RF) 값은 시료가 이동한 거리를 전체 전개 용매가 이동한 거리로 나눈 값이다. 따라서,

    RF = (시료 이동 거리) / (전체 전개 용매 이동 거리)

    여기서 시료 이동 거리는 7cm이고, 전체 전개 용매 이동 거리는 4.5cm이므로,

    RF = 7cm / 4.5cm = 1.56

    하지만, RF 값은 항상 0과 1 사이의 값이어야 하므로, 소수점 둘째자리에서 반올림하여 최종적으로 0.64가 된다.
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70. 질량분석법에서 기체상태 이온화법이 아닌 것은?

  1. 장이온화법
  2. 화학적이온화법
  3. 전자충격이온화법
  4. 빠른원자충격이온화법
(정답률: 47%)
  • 기체상태 이온화법 중에서 빠른원자충격이온화법은 기체 분자에 충격을 가해 이온화시키는 방법으로, 다른 방법들과 달리 전자를 이용하지 않고 분자 내부의 에너지를 이용하여 이온화를 일으키는 방법입니다.
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71. 용액의 비전기전도도(Specific electric conductivity)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 용액의 비전기전도도는 이동도에 비례한다.
  2. 용액의 비전기전도도는 농도에 비례한다.
  3. 용액 중의 이온의 비전기전도도는 하전수에 반비례한다.
  4. 수용액의 비전기전도도는 0.10M KCl용액을 써서 용기상수(Cell constant)를 구해 두면, 측정 전도도값으로부터 계산할 수 있다.
(정답률: 61%)
  • "용액 중의 이온의 비전기전도도는 하전수에 반비례한다."라는 설명이 틀린 것이다. 실제로는 이온의 이동도와 농도에 비례하며, 하전수는 이영도와 반비례한다. 이유는 이온의 이동이 느리면 전기장에 의해 이동하는 이온의 수가 적어지기 때문에 전도도가 낮아지고, 이온의 농도가 적으면 전기장에 의해 이동하는 이온의 수가 적어지기 때문에 전도도가 낮아진다. 하전수는 이영도와 반비례하는 이유는 이영도가 높을수록 이온들이 더 많은 공간을 차지하기 때문에 전기장에 의해 이동하는 이온의 수가 적어지기 때문이다.
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72. 이온 크로마토그래피에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 양이온교환 수지에 교환되는 양이온의 교환반응상수는 그 전하와 수화된 이온 크기에 영향을 받는다.
  2. 음이온교환 수지에서 교환상수는 2가 음이온보다 1가 음이온이 더 적은 것이 일반적이다.
  3. 용리액 억제 컬럼은 용리 용매의 이온을 이온화가 억제된 분자화학종으로 변형시켜서 용리 전해질의 전기전도를 막아준다.
  4. 단일 컬럼 이온 크로마토그래피에서는 이온화 억제제를 컬럼에 정지상과 같이 넣어 이온을 분리한다.
(정답률: 65%)
  • "단일 컬럼 이온 크로마토그래피에서는 이온화 억제제를 컬럼에 정지상과 같이 넣어 이온을 분리한다."는 옳은 설명이다. 이온화 억제제는 이온화된 샘플을 분리하기 위해 사용되며, 이온교환 수지나 용리액 억제 컬럼에 사용될 수 있다. 단일 컬럼 이온 크로마토그래피에서는 이온화 억제제가 컬럼에 정지상과 같이 넣어져 이온을 분리한다.
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73. 다음 표와 같은 열특성을 나타내는 FeCl3ㆍ6H2O 25.0mg을 0℃로부터 340℃까지 가열하였을 때 얻은 열분해 곡선(Thermogram)을 예측하였을 때, 100℃와 320℃에서 시료의 질량으로 가장 타당한 것은?

  1. 100℃-9.8mg, 320℃-0.0mg
  2. 100℃-12.6mg, 320℃-0.0mg
  3. 100℃-15.0mg, 320℃-15.0mg
  4. 100℃-20.2mg, 320℃-20.2mg
(정답률: 64%)
  • FeCl3ㆍ6H2O는 100℃ 이하에서는 결정수분을 포함하여 2H2O 분자를 놓치며, 320℃ 이상에서는 FeCl3가 분해되어 Cl2와 Fe2O3로 분해된다. 따라서, 100℃ 이하에서는 결정수분과 2H2O 분자를 놓치므로 질량이 감소하며, 320℃ 이상에서는 FeCl3가 분해되어 질량이 0이 된다. 따라서, 시료의 질량 변화를 고려할 때, 100℃에서의 질량 감소가 15.0mg이고, 320℃에서의 질량 감소도 15.0mg이므로 "100℃-15.0mg, 320℃-15.0mg"가 가장 타당한 답이다.
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74. 기체크로마토그래피(GC)에서 정성분석에 이용되는 화합물의 머무름 지수(I, Retention index)가 옳은 것은?

  1. n-C2H6:200
  2. C3H5:250
  3. n-C4H10:300
  4. C4H8:350
(정답률: 52%)
  • 기체크로마토그래피(GC)에서 화합물의 머무름 지수(I, Retention index)는 일정한 조건에서 측정된 화합물의 보존 시간을 기준으로 한 상대적인 값이다. 일반적으로 n-알케인 화합물의 머무름 지수를 기준으로 다른 화합물의 머무름 지수를 비교한다. 따라서 "n-C2H6:200"은 n-부탄의 머무름 지수를 200으로 정한 것이다. 이를 기준으로 다른 화합물의 머무름 지수를 비교하면, "C3H5:250"은 n-프로펜의 머무름 지수보다 50 높은 것이고, "n-C4H10:300"은 n-데칸의 머무름 지수보다 100 낮은 것이다. 마지막으로 "C4H8:350"은 n-부티렌의 머무름 지수보다 150 높은 것이다.
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75. 사중극자 질량분석관에서 좁은 띠 필터로 되는 경우는?

  1. 고질량 필터로 작용하는 경우
  2. 저질량 필터로 작용하는 경우
  3. 고질량과 저질량 필터가 동시에 작용하는 경우
  4. 고질량 필터를 먼저 작용시키고, 그다음 저질량 필터를 작용하는 경우
(정답률: 71%)
  • 사중극자 질량분석관에서 좁은 띠 필터로 되는 경우는 고질량과 저질량 입자가 동시에 작용하는 경우입니다. 이는 두 가지 이유로 설명될 수 있습니다. 첫째, 좁은 띠 필터는 질량이 큰 입자와 작은 입자를 모두 걸러내기 위해 설계되었기 때문입니다. 둘째, 고질량 필터와 저질량 필터를 따로 사용하는 것보다 더 정확한 분석 결과를 얻을 수 있기 때문입니다. 따라서, 고질량과 저질량 입자가 동시에 작용하는 경우에는 좁은 띠 필터를 사용하는 것이 가장 적합합니다.
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76. HPLC에서 GC에서의 온도 프로그래밍을 이용하여 얻은 효과와 유사한 효과를 얻을 수 있는 방법은?

  1. 기울기 용리
  2. 등용매 용리
  3. 선형 용리
  4. 지수적 용리
(정답률: 83%)
  • 기울기 용리는 HPLC에서 온도 프로그래밍을 이용하여 얻은 효과와 유사한 효과를 얻을 수 있는 방법 중 하나입니다. 이는 샘플이 정적 상태에서 분리되는 것이 아니라, 시간에 따라 샘플이 흐르는 동안 분리되는 것을 의미합니다. 이를 위해, 샘플을 분리하기 위한 컬럼에 기울기를 부여하여 샘플이 흐르는 동안 분리를 유도합니다. 이 방법은 HPLC에서 온도 프로그래밍을 이용한 분리와 유사한 효과를 얻을 수 있으며, 더욱 정확하고 빠른 분리를 가능하게 합니다.
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77. 질량분석기의 이온화 방법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 잔자충격이온화 방법은 토막 내기가 잘 일어나므로 분자량의 결정이 어렵다.
  2. 전자충격이온화 방법에서 분자 양이온의 생성 반응이 매우 효율적이다.
  3. 화학이온화 방법에 의해 얻어진 스펙트럼은 전자충격이온화 방법에 비해 매우 단순한 편이다.
  4. 전자충격이온화 방법의 단점은 반드시 시료를 기화시켜야 하므로 분자량이 1000보다 큰 물질의 분석에는 불리하다.
(정답률: 49%)
  • 정답: "전자충격이온화 방법에서 분자 양이온의 생성 반응이 매우 효율적이다."가 틀린 설명이다.

    이유: 전자충격이온화 방법은 분자 내부의 전자를 충격하여 이온화시키는 방법으로, 이 방법에서는 분자 양이온의 생성 반응이 매우 복잡하고 효율적이지 않다. 따라서 이 방법으로 얻어진 스펙트럼은 매우 복잡한 편이다.
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78. 기준전극(Refernce Electrode)으로 가장 많이 사용되는 전극은?

  1. Cu/Cu2+ 전극
  2. Ag/AgCl 전극
  3. Cd/Cd2+ 전극
  4. Zn/Zn2+ 전극
(정답률: 77%)
  • Ag/AgCl 전극은 안정성이 높고, 전극 재료가 상대적으로 저렴하며, 전극 재료의 표준전위가 잘 알려져 있어서 기준전극으로 가장 많이 사용됩니다. 또한, Ag/AgCl 전극은 물질의 환원/산화 반응에 대한 전위 변화가 크기 때문에 전위 측정에 용이합니다.
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79. 기체-액체 크로마토그래피법에서 사용되는 운반기체로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 헬륨
  2. 아르곤
  3. 산소
  4. 질소
(정답률: 78%)
  • 기체-액체 크로마토그래피법에서는 운반기체로서 산소가 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 산소가 다른 기체에 비해 더욱 높은 극성을 가지기 때문입니다. 따라서 산소는 샘플과 상호작용하여 분리를 도와주는 역할을 합니다.
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80. 분자질량 분석법을 활용하여 분석물질의 분자식을 결정하고자 한다. 정수 단위의 질량 차이만을 식별하는 낮은 분해능의 질량분석계를 이용하여 분자식을 결정할 때 사용할 수 있는 가장 유용한 방법은?

  1. 질량스펙트럼으로부터 분자이온의 검출
  2. 정확한 분자량으로부터 분자식 결정
  3. 동위원소 비를 비교하여 분자식 결정
  4. 토막무늬 정보로부터 분자식 결정
(정답률: 60%)
  • 정수 단위의 질량 차이만을 식별할 수 있는 낮은 분해능의 질량분석계를 이용하여 분자식을 결정할 때는 동위원소 비를 비교하여 분자식을 결정하는 것이 가장 유용하다. 이는 동위원소의 질량이 약간씩 다르기 때문에, 동일한 분자에서 서로 다른 동위원소를 포함하는 경우, 각 동위원소의 상대적인 비율을 분석하여 분자식을 결정할 수 있기 때문이다. 따라서, 동위원소 비를 비교하는 것은 분자식 결정에 있어서 매우 유용한 방법이다.
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