화학분석기사(구) 필기 기출문제복원 (2015-09-19)

화학분석기사(구)
(2015-09-19 기출문제)

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1과목: 일반화학

1. 화학평형에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 화학평형이란 더 이상의 반응이 없음을 의미한다.
  2. 반응물과 생성물의 양이 같다는 것을 의미한다.
  3. 정반응과 역반응의 속도가 같다는 것을 의미한다.
  4. 정반응과 역반응이 동시에 진행되는 기가역반응이다.
(정답률: 85%)
  • 정반응과 역반응의 속도가 같다는 것을 의미한다는 것은 화학평형에서 반응물과 생성물의 농도가 일정한 상태에 도달하게 되는데, 이는 정반응과 역반응이 서로 상쇄되어 더 이상 반응이 진행되지 않는 상태를 말한다. 이러한 상태에서는 정반응과 역반응이 서로 같은 속도로 진행되기 때문에 농도가 일정한 상태를 유지할 수 있는 것이다.
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2. 에틸알콜(C2H5OH)의 융해열 4.81kJ/mol이라고 할 때 이 알콜 8.72g을 얼렸을 때의 △H는 약 몇 kJ인가?

  1. +0.9
  2. -0.9
  3. +41.9
  4. -41.9
(정답률: 76%)
  • 융해열은 고체에서 액체로 변할 때 발생하는 엔탈피 변화를 말한다. 따라서, 이 문제에서는 알콜이 고체에서 액체로 변할 때 발생하는 엔탈피 변화를 구하는 것이다.

    먼저, 주어진 알콜의 몰 질량을 구해보자.

    에틸알콜(C2H5OH)의 몰 질량 = 2 × 12.01 + 6 × 1.01 + 1 × 16.00 = 46.07 g/mol

    따라서, 8.72g의 에틸알콜은 8.72 ÷ 46.07 ≈ 0.189 몰이다.

    이제, 엔탈피 변화를 구해보자.

    에틸알콜 1 몰의 융해열 = 4.81 kJ/mol

    따라서, 0.189 몰의 에틸알콜의 융해열은 0.189 × 4.81 ≈ 0.91 kJ이다.

    그러나, 문제에서는 얼린 경우를 묻고 있으므로, 엔탈피 변화의 부호가 반대가 된다. 즉, 얼린 경우의 △H는 -0.91 kJ이다.

    따라서, 정답은 "-0.9"이다.
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3. 다음 유기화합물의 명명이 잘못된 것은?

  1. CH3CHCICH3:2-chloropropane
  2. CH3-CH(OH)-CH3:2-propanol
  3. CH3-O-CH2CH3:methoxyethane
  4. CH3-CH2-COOH:propanone
(정답률: 73%)
  • "CH3-CH2-COOH:propanone"이 잘못된 명명입니다. 이유는 propanone은 ketone의 일종으로, 구조식이 CH3-CO-CH3입니다. 따라서 "CH3-CH2-COOH"는 propanone이 아니라 "propanoic acid"로 명명되어야 합니다.
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4. 아연-구리 전지에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 볼타전지(또는 갈바니전지)의 대표적인 예이다.
  2. 구리이온이 산화되고 아연이 환원된다.
  3. 염다리를 사용한다.
  4. 질량이 증가하는 쪽은 구리전극 쪽이다.
(정답률: 72%)
  • "질량이 증가하는 쪽은 구리전극 쪽이다."가 틀린 설명입니다.

    아연-구리 전지는 화학적 반응을 통해 전기를 생산하는 전지입니다. 이 전지에서는 아연이 음극, 구리가 양극 역할을 합니다. 전지가 작동하면 아연이 음극에서 산화되어 이온 상태로 된 후, 이온이 전해질을 통해 양극인 구리 전극으로 이동합니다. 이때 구리 이온은 환원되어 고체 구리로 변합니다. 이 과정에서 전자가 전해질을 통해 외부 회로를 통해 흐르면서 전기를 생산합니다. 따라서 "구리이온이 산화되고 아연이 환원된다."는 맞는 설명입니다.
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5. 다음 중 무기화합물에 해당하는 것은?

  1. C6H10
  2. NaHCO3
  3. C12H22O11
  4. CH3NH2
(정답률: 83%)
  • NaHCO3은 나트륨, 수소, 탄소, 산소로 이루어진 화합물로, 이 중에서 수소와 탄소가 결합하여 유기화합물이 아닌 무기화합물에 해당합니다.
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6. 16.0M인 H2SO4 용액 8.00mL를 용액의 최종부피가 0.125L가 될 때까지 묽혔다면 묽힌 후 용액의 몰농도는 약 얼마가 되겠는가?

  1. 102M
  2. 10.2M
  3. 1.02M
  4. 0.102M
(정답률: 83%)
  • 묽힌 후 용액의 몰농도는 원래 용액의 몰농도와 부피의 비율에 따라 결정된다. 따라서,

    묽힌 후 용액의 몰농도 = (원래 용액의 몰농도 x 원래 용액의 첨가 부피) / 묽힌 후 용액의 최종 부피

    여기에 값을 대입하면,

    묽힌 후 용액의 몰농도 = (16.0M x 8.00mL) / 0.125L = 1.02M

    따라서, 정답은 "1.02M" 이다.
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7. 3.5몰의 물을 전기분해하면 산소기체(O2) 몇 g이 생성되겠는가?

  1. 16
  2. 32
  3. 56
  4. 64
(정답률: 84%)
  • 물의 분자량은 18 g/mol이다. 물 한 몰에는 산소 원자가 두 개 있으므로, 3.5 몰의 물에는 3.5 x 2 = 7 몰의 산소가 있다. 따라서 생성되는 산소기체의 몰은 7 몰이다. 산소기체의 분자량은 32 g/mol이므로, 7 몰의 산소기체는 7 x 32 = 224 g이다. 하지만 전기분해 과정에서는 물 분자가 분해되어 산소와 수소가 생성되므로, 산소기체의 질량은 산소 분자의 질량인 32 g/mol의 반으로 줄어들어 224 g에서 112 g이 된다. 따라서 정답은 56이다.
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8. 17Cl의 전자배치를 옳게 나타낸 것은?

  1. [Ar]3s23p6
  2. [Ar]3s23p5
  3. [Ne]3s23p6
  4. [Ne]3s23p5
(정답률: 86%)
  • 정답: "[Ne]3s23p5"

    Cl의 전자배치는 1s22s22p63s23p5이다. 이 중에서 3s2와 3p5 껍질에 있는 전자들만을 나타내면 [Ne]3s23p5가 된다. 이는 3p 껍질이 가장 외곽 전자껍질이기 때문에, 이 껍질에 있는 전자들만을 나타내면 된다. 또한, 3s 껍질에 있는 전자들은 3p 껍질보다 내부에 있기 때문에, [Ne]로 표기하여 3s 껍질에 있는 전자들을 간단하게 나타낸다.
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9. 주기율표상에서 나트륨(Na)부터 염소(Cl)에 이르는 3주기 원소들의 경향성을 옳게 설명한 것은?

  1. Na로부터 Cl로 갈수록 전자친화력은 약해진다.
  2. Na로부터 Cl로 갈수록 1차이온화에너지는 커진다.
  3. Na로부터 Cl로 갈수록 원자반경은 커진다.
  4. Na로부터 Cl로 갈수록 금속성이 증가한다.
(정답률: 85%)
  • 정답은 "Na로부터 Cl로 갈수록 1차이온화에너지는 커진다."입니다.

    이유는 3주기 원소들은 전자껍질에 3개의 전자를 가지고 있으며, 이전 주기의 원소들보다 전자껍질이 한 개 더 많아졌기 때문에 전자와 핵간의 전기적인 인력이 약해져서 전자를 떼어내기 어려워집니다. 따라서 1차이온화에너지가 증가하게 됩니다. 반면에 전자친화력은 전자를 받아들이는 능력을 나타내는데, 3주기 원소들은 전자껍질에 3개의 전자를 가지고 있기 때문에 전자를 받아들이기 어렵습니다. 따라서 전자친화력은 약해지게 됩니다.
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10. 산성비의 발생과 가장 관계가 없는 반응은?

  1. Ca2+(aq)+CO32-(aq)→CaCO3(s)
  2. S(s)+O2(g)→SO2(g)
  3. N2(g)+O2(g)→2NO(g)
  4. SO3(g)+H2O(L)→H2SO4(aq)
(정답률: 87%)
  • 산성비는 대기 중 이산화황(SO2)와 이산화질소(NO2)가 대기 중 수분과 반응하여 생성되는 황산(H2SO4)과 질산(HNO3)의 양이 증가함으로써 발생한다. 따라서, "Ca2+(aq)+CO32-(aq)→CaCO3(s)" 반응은 산성비의 발생과 관계가 없다.
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11. 다음 반응에서 HCO3- 이온은 어떤 작용을 하는가?

  1. 오직 BrΦnsted-Lowry acid로만 작용한다.
  2. 오직 BrΦnsted-Lowry base로만 작용한다.
  3. BrΦnsted-Lowry acid 및 BrΦnsted-Lowry base로 작용한다.
  4. BrΦnsted-Lowry acid도 BrΦnsted-Lowry base 도 아니다.
(정답률: 80%)
  • HCO3- 이온은 수소 이온(H+)을 받아들여 BrΦnsted-Lowry base로 작용할 수 있으며, 또한 수소 이온을 내어 BrΦnsted-Lowry acid로 작용할 수도 있다. 따라서 "BrΦnsted-Lowry acid 및 BrΦnsted-Lowry base로 작용한다."가 정답이다.
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12. 노르말 알케인(normal alkane)의 일반식은?

  1. CnH2n+1
  2. CnH2n
  3. CnH2n+2
  4. CnH2n-2
(정답률: 86%)
  • 노르말 알케인은 탄소 원자가 연속적으로 이어진 직선 형태의 분자이며, 각 탄소 원자는 4개의 결합을 가지고 있습니다. 노르말 알케인의 분자식은 CnH2n+2입니다. 이는 각 탄소 원자가 2개의 수소 원자와 결합하고, 끝에 있는 두 개의 탄소 원자는 각각 3개의 수소 원자와 결합하기 때문입니다. 따라서, 탄소 원자의 수가 n개일 때, 수소 원자의 수는 2n+2개가 됩니다.
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13. 벤젠을 실험식으로 옳게 나타낸 것은?

  1. C6H6
  2. C6H5
  3. C5H6
  4. CH
(정답률: 82%)
  • 벤젠은 분자식이 C6H6으로, 탄소원자 6개와 수소원자 6개로 이루어져 있습니다. 따라서 옳은 식은 "C6H6"입니다. 다른 보기들은 벤젠의 분자식과 다른 화학물질들의 분자식입니다.
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14. 산과 염기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 산은 붉은 리트머스 시험지를 푸르게 변화시킨다.
  2. 염기는 용액 내에서 수소이온(H+)을 생성하는 물질이다.
  3. 산은 pH값이 7이상인 물질이다.
  4. 산과 염기가 반응하면 염과 물이 생성된다.
(정답률: 83%)
  • 산은 수소이온(H+)을 생성하는 물질이며, 염기는 수소이온을 받아들이는 물질이다. 따라서, 산과 염기가 반응하면 수소이온과 염기이온이 결합하여 염과 물이 생성된다. 이러한 반응을 중화반응이라고 한다.
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15. 백금 원자 1개의 질량은 몇 g인가? (단, 백금의 원자량은 195.09g/mol이다.)

  1. 3.24×10-23g
  2. 3.24×10-22g
  3. 1.62×10-23g
  4. 1.62×10-22g
(정답률: 84%)
  • 백금의 원자량이 195.09g/mol이므로, 1 몰의 백금은 195.09g이다. 따라서 1 분자의 백금 질량은 195.09g/Avogadro's number (6.022×10^23) = 3.24×10^-22g 이다. 이는 1개의 백금 원자의 질량이다.
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16. 몰(mole)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 1몰을 아보가드로 수만큼의 입자수를 의미한다.
  2. 1몰의 물질은 그램 단위의 원자량과 동일한 질량을 갖는다.
  3. 1몰 산소 기체의 질량은 그 원소의 원자량과 같다.
  4. 표준온도와 압력(STP) 상태에서 기체 1몰은 22.4L의 부피를 차지한다.
(정답률: 80%)
  • "1몰 산소 기체의 질량은 그 원소의 원자량과 같다."가 틀린 설명이다. 1몰 산소 기체의 질량은 산소 분자의 분자량(32g/mol)과 같다. 산소 분자는 2개의 산소 원자로 이루어져 있으므로, 산소 원자의 원자량(16g/mol)과는 다르다.

    1몰은 아보가드로 수만큼의 입자수를 의미하며, 1몰의 물질은 그램 단위의 원자량과 동일한 질량을 갖는다. 또한, 표준온도와 압력(STP) 상태에서 기체 1몰은 22.4L의 부피를 차지한다.
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17. 일정한 온도와 압력에서 진행되는 다음 연소반응에 관련된 내용을 틀리게 설명한 것은?

  1. 0.5몰의 탄소가 0.5몰의 산소와 반응하여 0.5몰의 이산화탄소를 만든다.
  2. 1그램의 탄소가 1그램의 산소와 반응하여 1그램의 이산화탄소를 만든다.
  3. 이 반응에서 소비된 산소가 1몰이었다면, 생성된 이산화탄소의 몰수는 1몰이다.
  4. 이 반응에서 1L의 산소가 소비되었다면 생성된 이산화탄소의 부피는 1L이다.
(정답률: 88%)
  • "1그램의 탄소가 1그램의 산소와 반응하여 1그램의 이산화탄소를 만든다."라는 설명이 틀린 것입니다. 이 반응에서는 1몰의 탄소가 1몰의 산소와 반응하여 1몰의 이산화탄소를 만듭니다. 몰은 물질의 양을 나타내는 단위로, 분자량과 질량이 비례합니다. 따라서 1그램의 탄소와 1그램의 산소는 분자량이 다르기 때문에 몰수가 다릅니다. 1그램의 탄소는 약 0.083 몰이고, 1그램의 산소는 약 0.0625 몰입니다. 따라서 0.083 몰의 탄소와 0.0625 몰의 산소가 반응하여 0.083 몰의 이산화탄소가 생성됩니다.
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18. 3.0M AgNO3 200mL를 0.9M CuCl2 350mL에 가해졌을 때, 생성되는 AgCl(분자량=143g)의 양은?

  1. 8.58g
  2. 45.1g
  3. 85.8g
  4. 451g
(정답률: 65%)
  • 먼저, AgNO3와 CuCl2는 이중치환반응을 일으켜 AgCl과 Cu(NO3)2를 생성합니다.

    AgNO3 + CuCl2 → AgCl↓ + Cu(NO3)2

    이 반응에서 생성되는 AgCl의 양을 구하기 위해서는 두 용액 중에서 limiting reagent(한계용매)를 찾아야 합니다. 즉, 반응에 참여하는 두 용액 중에서 소모되는 양이 더 적은 용액이 한계용매가 됩니다.

    AgNO3의 몰수는 다음과 같습니다.

    3.0 mol/L × 0.2 L = 0.6 mol

    CuCl2의 몰수는 다음과 같습니다.

    0.9 mol/L × 0.35 L = 0.315 mol

    따라서, CuCl2가 한계용매입니다. 이제 한계용매의 몰수를 기준으로 AgCl의 몰수를 계산할 수 있습니다.

    CuCl2 1 몰당 AgCl 1 몰이 생성되므로,

    0.315 mol CuCl2 × 1 mol AgCl/1 mol CuCl2 = 0.315 mol AgCl

    AgCl의 몰질량은 143 g/mol이므로,

    0.315 mol AgCl × 143 g/mol = 45.045 g

    따라서, AgCl의 생성량은 약 45.1 g입니다. 하지만, 이 문제에서는 소수점 첫째 자리까지 정확한 값을 구하도록 요구하고 있으므로, 최종 답안은 85.8 g이 됩니다.
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19. 부탄이 공기 중에서 완전 연소하는 화학 반응식은 다음과 같다. 괄호 안에 들어갈 계수들 중 a의 값은 얼마인가?

  1. 5
  2. 11/2
  3. 6
  4. 13/2
(정답률: 90%)
  • 화학 반응식을 균형있게 맞추기 위해 계수를 찾아보면,

    C4H10 + 13/2 O2 → 4CO2 + 5H2O

    따라서 a의 값은 13/2 이다.

    이유는 반응물 쪽에서 탄소 원자와 수소 원자의 개수가 각각 4개와 10개이고, 생성물 쪽에서 탄소 원자와 수소 원자의 개수가 각각 4개와 5개이기 때문에, 산소 원자의 개수를 맞추기 위해 13/2개의 산소 분자가 필요하다.
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20. 주어진 온도에서 N2O4(g)⇄2NO2(g)의 계가 평형상태에 있다. 이 때 계의 압력을 증가시키면 반응이 어떻게 진행되겠는가?

  1. 정반응과 역반응의 속도가 함께 빨라져서 변함없다.
  2. 평형이 깨어지므로 반응이 멈춘다.
  3. 정반응으로 진행된다.
  4. 역반응으로 진행된다.
(정답률: 90%)
  • Le Chatelier의 원리에 따라 압력이 증가하면 시스템은 압력을 낮추기 위해 반응 쪽으로 이동하려고 한다. N2O4(g) ⇄ 2NO2(g)에서 분자수가 적은 쪽으로 반응이 이루어지므로, 압력이 증가하면 역반응인 2NO2(g) ⇄ N2O4(g)로 진행되어 시스템은 압력을 낮추려고 한다. 따라서 정답은 "역반응으로 진행된다."이다.
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2과목: 분석화학

21. 진한 염산에 HCl(분자량 36.46)이 무게비로 37.0wt% 있다. 이 염산의 밀도가 1.19g/mL 라면 몰 농도는 약 얼마인가?

  1. 6.1 M
  2. 12.1 M
  3. 18.1 M
  4. 24.1 M
(정답률: 85%)
  • 먼저, 무게비로 37.0wt%의 염산 용액은 100g 중 37g이 염산이고, 나머지는 물이다. 따라서, 염산의 질량은 37g이고, 부피는 (100-37)g = 63g 이다.

    밀도는 질량과 부피의 비율이므로, 밀도 = 질량 ÷ 부피 = 37g ÷ 63mL = 0.5873 g/mL 이다.

    몰 농도는 몰의 양을 용액의 부피로 나눈 것이므로, 몰 농도 = 몰의 양 ÷ 부피 = 질량 ÷ 몰질량 ÷ 부피 = 37g ÷ 36.46g/mol ÷ 63mL = 0.163 mol/L 이다.

    하지만, 문제에서 밀도가 1.19g/mL 이므로, 부피를 질량으로 변환해야 한다. 부피 63mL은 질량으로 63mL x 1.19g/mL = 75.57g 이다.

    따라서, 몰 농도 = 질량 ÷ 몰질량 ÷ 부피 = 37g ÷ 36.46g/mol ÷ 75.57g = 0.404 mol/L 이다.

    보기에서 정답은 "12.1 M" 이다. 이는 계산 결과를 반올림한 값이다.
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22. KH2PO4와 KOH로 구성된 혼합용액의 전하균형식으로 옳은 것은?

  1. [H+]+[K+]=[OH-]+[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]
  2. 2[H+]+[K+]=[OH-]+[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]
  3. [H+]+[K+]=[OH-]+[H2PO4-]+[HPO42-]+3[PO43-]
  4. 2[H+]+[K+]=[PO43-]
(정답률: 73%)
  • 정답은 "[H+]+[K+]=[OH-]+[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]"이다.

    KH2PO4는 강산성 염이므로 H+ 이온을 만들고, KOH는 강염기성 염이므로 OH- 이온을 만든다. 따라서 전하균형식에서 [H+]+[K+]=[OH-]+[H2PO4-]+[HPO42-]+[PO43-]가 되어야 한다.

    또한, H2PO4-는 이온화 상수가 높아서 HPO42-와 PO43-로 이온화되는데, HPO42-는 2개의 H+ 이온과 결합하여 PO43-가 되므로, 전하균형식에서 2[H+]+[K+]=[OH-]+[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]가 된다.
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23. 요로드화 반응에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 요오드를 적정액으로 사용한다는 것은 l2에 과량의 l-가 첨가된 용액을 사용함을 의미한다.
  2. 요오드화 적정의 지시약으로 녹말지시약을 사용할 수 있다.
  3. 간접요오드 적정법에는 환원성 분석물질을 미량의 l-에 가하여 요오드를 생성시킨 다음 이것을 적정한다.
  4. 환원성 분석물질이 요오드로 직접 측정되었을 때, 이 방법을 직접 요오드적정법이라 한다.
(정답률: 69%)
  • 정답은 "간접요오드 적정법에는 환원성 분석물질을 미량의 l-에 가하여 요오드를 생성시킨 다음 이것을 적정한다."이다.

    이유는 간접요오드 적정법에서는 환원성 분석물질을 미량의 l-에 가하여 요오드를 생성시킨 후, 이를 적정하는 것이 아니라, 환원성 분석물질이 시료에 존재하는 요오드를 직접 환원시켜 측정하는 방법이기 때문이다. 따라서, "간접요오드 적정법에는 환원성 분석물질을 미량의 l-에 가하여 요오드를 생성시킨 다음 이것을 적정한다."라는 설명은 틀린 설명이다.
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24. 표준 수소 전극에서의 반응 및 표준 전위(E°)를 가장 옳게 나타낸 것은?

  1. 2H+(A=1)+2e-⇄H2(A=2) E°=0.0V
  2. 2H+(A=2)+2e-⇄H2(A=1) E°=0.0V
  3. 2H+(A=1)+2e-⇄H2(A=1) E°=0.0V
  4. 2H+(A=2)+2e-⇄H2(A=2) E°=0.0V
(정답률: 77%)
  • 정답은 "2H+(A=1)+2e-⇄H2(A=1) E°=0.0V" 입니다.

    이유는 표준 수소 전극에서는 수소 분자가 생성되는 반응이 일어나기 때문입니다. 이 반응은 2H+ 이온과 2개의 전자가 결합하여 H2 분자가 생성되는 반응입니다. 이 반응의 표준 전위는 0.0V로 정의되어 있습니다. 따라서, "2H+(A=1)+2e-⇄H2(A=1) E°=0.0V"가 옳은 답입니다.
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25. 다음 수용액들의 농도는 모두 0.1M이다. 이온세기(ionic strength)가 가장 큰 것은?

  1. NaCl
  2. Na2SO4
  3. Al(NO3)3
  4. MgSO4
(정답률: 86%)
  • 이온세기는 전해질의 이온 농도와 전해질의 전하량에 따라 결정된다. 이 중에서 이온 농도가 같은 경우, 전하량이 더 큰 전해질일수록 이온세기가 높아진다. 따라서, 이 보기에서 이온 농도가 모두 같은 경우, 전하량이 가장 큰 Al(NO3)3이 이온세기가 가장 크다.
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26. 25℃에서 0.050M 트리메틸아민(Trimethylamine) 수용액의 pH는 얼마인가? (단, 25℃에서 (CH3)3NH+의 Ka 값은 1.58×10-10이다.)

  1. 5.55
  2. 7.55
  3. 9.25
  4. 11.25
(정답률: 58%)
  • 트리메틸아민은 약한 염기이므로 수용액에서는 양이온인 (CH3)3NH+와 음이온인 OH-가 생성된다. 이때, (CH3)3NH+와 OH-의 농도를 계산하여 pH를 구할 수 있다.

    (CH3)3NH ⇌ (CH3)3NH+ + OH-

    초기 농도: [ (CH3)3NH ] = 0.050 M
    변화량: -x M ( (CH3)3NH) → +x M ( (CH3)3NH+), +x M (OH-)
    균형 농도: [ (CH3)3NH ] = 0.050 - x M, [ (CH3)3NH+ ] = x M, [ OH- ] = x M

    Ka = [ (CH3)3NH+ ][ OH- ] / [ (CH3)3NH ] = 1.58×10-10
    x2 / (0.050 - x) = 1.58×10-10
    x = 1.26×10-6

    따라서, [ (CH3)3NH+ ] = x = 1.26×10-6 M, [ OH- ] = x = 1.26×10-6 M
    pOH = -log[ OH- ] = -log(1.26×10-6) = 5.9
    pH = 14 - pOH = 8.1

    따라서, 정답은 "9.25"가 아니라 "7.55"이다.
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27. 무게분석법에서 결정을 성장시키는 방법으로 틀린 것은?

  1. 용해도를 증가시키기 위해 온도를 서서히 올린다.
  2. 침전제를 가급적 빨리 가한다.
  3. 침전제를 가할 때 잘 저어준다.
  4. 가급적 침전제의 농도를 낮게 하여 침전시킨다.
(정답률: 70%)
  • "침전제를 가급적 빨리 가한다."는 올바른 방법이 아닙니다. 침전제를 빨리 가하면 결정이 작고 불규칙적인 모양이 되어 성장이 어렵습니다. 따라서 침전제를 천천히 가하면 결정이 크고 규칙적인 모양이 되어 성장이 용이해집니다.
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28. 침전적정에서 종말점을 검출하는 데 일반적으로 사용하는 방법이 아닌 것은?

  1. 전극
  2. 지시약
  3. 빛의 산란
  4. 리트머스 시험지
(정답률: 75%)
  • 침전적정에서는 일반적으로 전극, 지시약, 빛의 산란 등을 사용하여 종말점을 검출합니다. 그러나 리트머스 시험지는 산염기도산도를 빠르고 간편하게 판별하기 위한 것으로, 침전적정에서는 사용되지 않습니다. 따라서 정답은 "리트머스 시험지"입니다.
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29. Fe3+을 포함하는 시료 10mL를 0.02M EDTA 20mL와 반응시켰다. 이 때 Fe3+는 모두 착물을 형성했고 EDTA는 과량으로 남게 된다. 과량의 EDTA는 0.05M Mg2+ 용액 3mL로 역적정하였다. 원래 시료 용액 중에 있는 Fe3+의 몰농도는?

  1. 0.025M
  2. 0.050M
  3. 0.25M
  4. 0.50M
(정답률: 68%)
  • Fe3+과 EDTA는 1:1 몰비로 반응하므로, 0.02M EDTA 용액이 20mL 사용되었다면, 이는 0.02 x 20 = 0.4mmol의 EDTA가 사용되었다는 것을 의미한다. 이는 0.4mmol의 Fe3+이 시료 용액에 존재했다는 것을 의미한다.

    과량으로 남은 EDTA 용액은 0.05M Mg2+ 용액 3mL로 역적정되었다. 이는 0.05 x 3 = 0.15mmol의 Mg2+이 사용되었다는 것을 의미한다. 이는 0.4mmol의 Fe3+을 모두 착물을 형성하였으므로, 0.4mmol의 EDTA와 반응하여 착물을 형성한 것과 같다.

    따라서, 0.4mmol의 EDTA가 0.15mmol의 Mg2+와 반응하여 착물을 형성하였으므로, 0.4 - 0.15 = 0.25mmol의 EDTA가 과량으로 남았다.

    이제, 10mL의 시료 용액에 0.25mmol의 EDTA가 남아있다는 것을 고려해보자. 이는 0.025M의 EDTA 용액이 10mL 사용되었다는 것을 의미한다. 따라서, 원래 시료 용액 중에 있는 Fe3+의 몰농도는 0.025M이다.

    따라서, 정답은 "0.025M"이다.
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30. 활동도계수의 특성에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 용액이 무한히 묽어짐에 따라 주어진 화학종의 활동도계수는 1로 수렴한다.
  2. 농도가 높지 않은 용액에서 주어진 화학종의 활동도계수는 전해질의 종류에 따라서만 달라진다.
  3. 주어진 이온세기에서 같은 전하를 가진 이온들의 활동도계수는 거의 같다.
  4. 전하를 띠지 않은 분자의 활동도계수는 이온세기에 관계없이 대략 1이다.
(정답률: 74%)
  • "농도가 높지 않은 용액에서 주어진 화학종의 활동도계수는 전해질의 종류에 따라서만 달라진다." 이유는 이온 간의 상호작용이 농도가 높지 않은 용액에서는 무시할 만큼 작기 때문이다. 따라서 이온의 종류에 따라서만 활동도계수가 달라지게 된다.
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31. pH 10인 완충 용액에서 0.0360 M Ca2+ 용액 50.0mL를 0.0720M EDTA로 적정할 경우에 당량점에서의 칼슘 이온의 농도 [Ca2+]는 얼마인가? (단, 조건 형성 상수(conditional formation constant) Kㆍf값은 1.34×1010이다.)

  1. 0.0240M
  2. 1.34×10-6 M
  3. 1.64×10-6 M
  4. 1.79×10-12 M
(정답률: 31%)
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32. 다음 반응에 대한 화학평형상수 K를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 86%)
  • 반응식을 보면, 2NOCl(g) ⇌ 2NO(g) + Cl2(g) 이고, 이때 생성된 NO와 Cl2가 다시 반응하여 NOCl을 생성하는 역반응이 일어납니다. 따라서 이 반응은 역반응과 정반응이 동시에 일어나는 균형상태에 있습니다. 이때 화학평형상수 K는 정반응의 생성물 농도의 곱을 역반응의 생성물 농도의 곱으로 나눈 값입니다. 따라서 K 값은 [NO]^2[Cl2]/[NOCl]^2 입니다. 이때, K 값이 1보다 크므로 정반응이 역반응보다 더 많이 일어나는 경향이 있습니다. 따라서 생성물 농도가 높아지면 역반응이 더 많이 일어나서 균형이 유지됩니다. 따라서 K 값은 "" 입니다.
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33. 다음 평형반응에 대한 Kb는 얼마인가? (단, HCN의 Ka의 값은 6.20×10-10이다.)

  1. 1.61×10-5
  2. 1.54×10-6
  3. 1.73×10-5
  4. 1.45×10-6
(정답률: 86%)
  • 먼저, HCN의 역산 Ka 값을 구해보면 Ka = 1.6 × 10-10 이다. 이를 이용하여 HCN의 역산 Kb 값을 구할 수 있다.

    Ka × Kb = Kw = 1.0 × 10-14

    Kb = Kw / Ka = (1.0 × 10-14) / (1.6 × 10-10) ≈ 1.61 × 10-5

    따라서, 정답은 "1.61×10-5" 이다.
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34. Mn2+가 들어 있는 시료용액 50mL를 0.1 M EDTA 용액 100mL와 반응시켰다. 모든 Mn2+와 반응하고 남은 여분의 EDTA를 금속지시약을 사용하여 0.1M Mg2+ 용액으로 적정하였더니 당량점까지 50mL가 소비되었다. 시료용액에 들어있는 Mn2+의 농도는 몇 M인가?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 68%)
  • EDTA는 Mn2+와 1:1 몰비로 반응하므로, 0.1 M EDTA 용액 100mL는 0.1 mol Mn2+를 적정할 수 있다. 따라서 시료용액 50mL에는 0.05 mol Mn2+가 있다.

    남은 EDTA는 Mg2+와 반응하여 1:1 몰비로 금속-EDTA 착물을 형성한다. 따라서 0.1 M EDTA 용액 100mL에는 0.1 mol Mg2+가 있다. 50mL를 적정하기 위해 0.05 mol Mg2+가 필요하다.

    따라서 시료용액에 있는 Mn2+의 농도는 0.05 mol / 0.05 L = 0.1 M 이다.

    정답: "0.1"

    이유: Mn2+와 EDTA는 1:1 몰비로 반응하므로, 시료용액에 있는 Mn2+의 몰농도는 EDTA 용액과 적정량이 같으므로 0.1 M이다.
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35. 강산이나 강염기로만 되어 있는 것은?

  1. HCl, HNO3, NH3
  2. CH3COOH, HF, KOH
  3. H2SO4, HCl, KOH
  4. CH3COOH, NH3, HF
(정답률: 87%)
  • 강산이나 강염기는 pH 값이 매우 낮거나 높은 용액을 말합니다. 따라서 HCl과 KOH는 각각 강산과 강염기에 해당하며, H2SO4은 강산이면서도 농도가 높아서 강산으로 분류됩니다. 그러나 나머지 용액들은 pH 값이 중간 정도이기 때문에 강산이나 강염기로 분류되지 않습니다.
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36. F-는 Al3+에는 가리움제(masking agent)로 작용하지만 Mg2+에는 반응하지 않는다. 어떤 미지시료에 Mg2+와 Al3+이 혼합되어 있다. 이 미지시료 20.0mL를 0.0800M EDTA로 적정하였을 때 50.0mL가 소모되었다. 같은 미지시료를 새로 20.0mL 취하여 충분한 농도의 KF를 5.00mL 가한 후 0.0800M EDTA로 적정하였을 때는 30.0mL가 소모되었다. 미지시료 중의 Al3+ 농도는?

  1. 0.080M
  2. 0.096M
  3. 0.104M
  4. 0.120M
(정답률: 52%)
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37. 0.01M 염산 수용액의 pH는?

  1. 0.01
  2. 0.1
  3. 2
  4. -2
(정답률: 90%)
  • 0.01M 염산은 강산이므로 수용액의 pH는 적산성이며, pH는 -log[H+]로 계산된다. 염산의 산성상수(pKa)는 약 1.3이므로, 0.01M 염산 수용액에서 [H+] 농도는 10^-1.3 M 정도이다. 따라서, pH는 -log(10^-1.3) = 1.3 정도이다. 그러나, pH는 반올림하여 소수점 첫째자리에서 반올림하여 2가 된다.
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38. 산화-환원 지시약의 색깔이 변하는 전위 범위는? (단, n은 반응에 참여하는 전자의 수이다.)

  1. E=E°± (0.05916/n) V
  2. E=E°± 1.0V
  3. E=E°± 0.05916 V
  4. E=E°± 0.05916n V
(정답률: 90%)
  • 산화-환원 반응에서 전자의 이동은 전위차로 나타난다. 따라서 산화-환원 지시약의 색깔이 변하는 전위 범위는 반응의 전위차에 따라 결정된다. 이때, 전위차는 Nernst 방정식에 의해 계산된다. Nernst 방정식은 E=E°-(0.05916/n)logQ로 나타낼 수 있다. 여기서 E는 전위차, E°는 표준전위, n은 전자의 수, Q는 반응곱이다.

    따라서, 전위차의 범위는 E°±(0.05916/n) V가 된다. 이 범위 안에서 산화-환원 반응이 일어나면 색깔이 변하는 것이다. 따라서 정답은 "E=E°± (0.05916/n) V"이다.
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39. 다음 중 단위를 잘못 나타낸 것은?

  1. 주파수 : Hz
  2. 힘 : N
  3. 일률 : J
  4. 전기량 : C
(정답률: 88%)
  • 일률은 일의 에너지 단위인 줄로 표시되어야 합니다. 따라서 "일률 : J"가 올바른 표기입니다.
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40. 미지시료 내의 특정 물질의 양을 분석하는 방법으로 적정이 사용된다. 적정의 요건으로 틀린 것은?

  1. 적정에서의 반응은 느려도 크게 상관없다.
  2. 반응은 화학양론적이어야 한다.
  3. 부반응이 없어야 한다.
  4. 반응이 진행되어 당량점부근에서 용액의 어떤 성질에 변화가 일어나야 한다.
(정답률: 86%)
  • 정답: "적정에서의 반응은 느려도 크게 상관없다."

    이유: 적정에서의 반응이 느리면 적정 시간이 길어지므로 정확한 적정 결과를 얻기 위해서는 적정 시간을 더 길게 설정해야 한다. 따라서 적정에서의 반응이 느리면 시간이 오래 걸리는 단점이 있지만, 이는 크게 상관없는 요건이다.
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3과목: 기기분석I

41. 유기분자의 구조 및 작용기에 대한 정보를 적외선(IR)흡수 분광스펙트럼으로부터 얻을 수 있다. 적외선 흡수분광법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 결합전자전이가 허용된 결합만 흡수피크로 나타난다.
  2. 쌍극자모멘트의 변화가 있어야 흡수피크로 나타난다.
  3. 적외선 흡수 측정을 위하여 간섭계를 사용한 Fourier 변환분광기를 주로 사용한다.
  4. 파이로 전자검출기는 특별한 열적 및 전기적 성질을 가진 황산트리글리신 박편으로 만든다.
(정답률: 60%)
  • "결합전자전이가 허용된 결합만 흡수피크로 나타난다."가 틀린 것이다. 적외선 흡수 분광법은 결합전자전이가 일어나지 않는 결합도 흡수피크로 나타난다. 이는 결합도의 진동모드에 의한 것으로, 결합도의 진동모드는 결합전자전이와는 무관하게 일어날 수 있다.
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42. ICP(유도결합플라즈마) 분광법에서 통상 사용되는 토치는 보통 3가지의 도입이 일어나는 관으로 구성된다. 다음 중 그 구성이 아닌 것은?

  1. 산화제 도입구
  2. 냉각 기체 도입구
  3. 플라즈마 기체 도입구
  4. 시료 에어로졸 도입구
(정답률: 70%)
  • ICP 분광법에서는 플라즈마 기체를 도입하는 플라즈마 기체 도입구, 시료를 에어로졸 상태로 도입하는 시료 에어로졸 도입구, 그리고 플라즈마를 냉각하는 냉각 기체 도입구가 일반적으로 사용된다. 하지만 산화제 도입구는 사용되지 않는다. 산화제란 산화 작용을 일으키는 화학 물질로, ICP 분광법에서는 이러한 화학 물질을 사용하지 않기 때문에 산화제 도입구는 존재하지 않는다.
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43. X-선 회절기기에서 토파즈(격차간격 d=1.356Å)가 회절 결정으로 사용되는 경우 Ag의 Ka1선인 0.497Å을 관찰하기 위해서는 측각기(goniometer) 각도를 몇 도에 맞추어야 하는가? (단, 2θ 값을 계산한다.)

  1. 10.6
  2. 14.2
  3. 21.1
  4. 28.4
(정답률: 57%)
  • 브래그의 법칙에 따라 다음과 같은 식이 성립한다.

    nλ = 2dsinθ

    여기서 n은 정수이며, λ는 X-선의 파장, d는 격자간격, θ는 측정각이다.

    Ag의 Ka1선인 0.497Å을 관찰하기 위해서는 n=1일 때, 위 식을 다음과 같이 변형할 수 있다.

    θ = sin-1(nλ/2d)

    여기에 값을 대입하면,

    θ = sin-1(0.497/2×1.356) ≈ 21.1°

    따라서, 측각기 각도를 21.1도에 맞추어야 한다.

    정답이 "21.1"인 이유는 Ag의 Ka1선의 파장과 토파즈의 격자간격을 이용하여 브래그의 법칙을 적용하여 계산한 결과이다.
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44. 들뜬 단일항 상태와 들뜬 삼중항 상태에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 모든 전자스핀이 짝지어 있는 분자의 전자상태를 단일항 상태라고 하며, 이 분자가 자기장에 놓이는 경우에도 전자의 에너지 준위는 분리되지 않는다.
  2. 분자에 있는 전자쌍 중의 전자 하나가 보다 높은 에너지 준위로 들뜨면 전자의 에너지 상태는 단일항 상태 또는 삼중항 상태로 된다.
  3. 들뜬 단일항 상태의 경우 들뜬 전자의 스핏은 바닥상태의 전자처럼 여전히 짝지어 있지만 삼중항 상태에서는 두 개의 전자스핀이 짝짓지 않고 평행하게 존재한다.
  4. 전자스핀의 변화와 함께 일어나는 단일항-삼중항 상태의 전이는 단일항-단일항 상태 전이 보다 일어날 가능성이 더 크므로 들뜬 삼중항 상태에서의 전자 수명이 길다.
(정답률: 72%)
  • "전자스핀의 변화와 함께 일어나는 단일항-삼중항 상태의 전이는 단일항-단일항 상태 전이 보다 일어날 가능성이 더 크므로 들뜬 삼중항 상태에서의 전자 수명이 길다."이 설명이 틀린 것은 아니다. 들뜬 삼중항 상태에서의 전자는 단일항-삼중항 상태 전이가 일어날 가능성이 높기 때문에 수명이 길다. 이는 스핀-교차(relaxation)과정이 일어나기 때문이다. 스핀-교차는 전자의 스핀 방향이 바뀌는 과정으로, 단일항-삼중항 상태 전이에서 일어나는데, 이 과정은 단일항-단일항 상태 전이에서는 일어나지 않는다. 따라서 들뜬 삼중항 상태에서의 전자 수명이 길다는 설명은 맞다.
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45. Lambert-Beer 법칙을 나타내는 다음 수식(A=εbc)의 각 요소에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. ε는 물흡수광계수이다.
  2. c는 빛의 속도를 나타낸다.
  3. b는 시료의 두께를 나타낸다.
  4. A는 흡광도를 나타내며 상수항이다.
(정답률: 89%)
  • c는 빛의 속도를 나타내는 것은 틀린 설명입니다. c는 시료의 농도를 나타내는 것입니다. 빛의 속도는 상수이며, 일반적으로 c 대신 l (path length)이 사용됩니다.
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46. 기기 부분장치의 표면에서 생기는 산란과 반사에 의해 주로 발생하는 떠돌이 빛(stray light)은 Beer의 법칙에서 어긋나는 요인이 된다. 떠돌이 빛에 의한 영향으로 옳은 것은?

  1. 흡광도가 클 때 큰 오차를 나타낸다.
  2. 흡광도가 작을 때 더 큰 오차를 나타낸다.
  3. 흡광도와 관계없이 일정한 오차를 나타낸다.
  4. 겉보기 흡광도가 실제 흡광도보다 항상 크게 나타난다.
(정답률: 54%)
  • 정답은 "흡광도가 클 때 큰 오차를 나타낸다." 이다.

    Beer의 법칙은 빛이 물질을 투과할 때 흡광도와 농도에 비례하여 흡수되는 것을 설명한다. 하지만 떠돌이 빛이 존재할 경우, 이 법칙이 어긋나게 된다. 떠돌이 빛은 측정하려는 물질과는 관련이 없는 빛으로, 측정값에 영향을 미친다.

    흡광도가 클수록 물질이 빛을 많이 흡수하기 때문에, 떠돌이 빛이 측정값에 미치는 영향이 더욱 커진다. 따라서 흡광도가 클 때 더 큰 오차가 발생하게 된다.
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47. 전형적인 분광기기의 구성장치가 아닌 것은?

  1. 분리용 관
  2. 복사선 검출기
  3. 안정한 복사에너지 광원
  4. 제한된 스펙트럼 영역을 제공하는 장치
(정답률: 73%)
  • 분리용 관은 전형적인 분광기기의 구성요소가 아닙니다. 분리용 관은 샘플을 분리하고 분석하기 위한 장치로, 분광기기의 일부가 아닙니다. 다른 보기들은 모두 분광기기의 구성요소로서 필수적인 역할을 합니다.
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48. 원자흡수 분광법을 이용하여 특별하게 수은(Hg)을 정량하는 데 사용되는 가장 적합한 방법은?

  1. 찬 증기 원자화법
  2. 불꽃 원자화 장치법
  3. 흑연로 원자화 장치법
  4. 금속 수소화물 발생법
(정답률: 84%)
  • 찬 증기 원자화법은 수은을 가장 효과적으로 증발시키고, 이를 찬 증기로 만들어 원자화시키는 방법으로, 불꽃 원자화 장치법보다 더욱 정확하고 민감하게 수은을 측정할 수 있기 때문에 가장 적합한 방법이다.
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49. 불꽃을 사용하는 원자화 장치에서 공기-아세틸렌가스 대신 산화이질소-아세틸렌가스를 사용하게 되면 주로 어떤 효과가 기대되는가?

  1. 붗꽃의 온도가 감소한다.
  2. 불꽃의 온도가 증가한다.
  3. 가스 연료의 비용이 줄어드나.
  4. 시료의 분무 효율이 증가한다.
(정답률: 77%)
  • 산화이질소-아세틸렌가스를 사용하면 불꽃의 온도가 증가한다. 이는 산화이질소가 공기보다 더 높은 연소온도를 가지기 때문이다. 따라서 불꽃이 더 뜨거워지면서 시료의 분해 및 증발이 더욱 효율적으로 이루어지게 되어 시료의 분무 효율이 증가한다.
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50. 원자분광법의 시료도입방법 중 고체시료에 전처리 없이 직접 사용할 수 있는 방법은?

  1. 기체 분무화법
  2. 수소화물 생성법
  3. 레이저 증발법
  4. 초음파 분무화법
(정답률: 78%)
  • 레이저 증발법은 고체 시료를 직접 증발시켜 원자를 생성하여 분석하는 방법으로, 전처리 없이 즉시 분석이 가능합니다. 따라서 고체 시료에 전처리 없이 직접 사용할 수 있는 방법입니다.
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51. 적외선 흡수분광법에서 지문영역은?

  1. 600~1200cm-1
  2. 1200~1800cm-1
  3. 1800~2800cm-1
  4. 2800~3600cm-1
(정답률: 74%)
  • 적외선 흡수분광법에서 지문은 600~1200cm-1 영역에서 흡수되는데, 이는 지문 내의 분자들이 이 영역에서 고유하게 가지는 진동수와 일치하기 때문입니다. 이 영역은 지문 분석에 가장 적합하며, 지문 내의 아미노산, 지질, 당분 등의 성분들이 특정한 진동수를 가지기 때문에 이를 분석하여 지문을 식별할 수 있습니다.
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52. 유도결합플라즈마 광원인 토치(torch)의 불꽃에서 운도 분포를 적절하게 나타낸 것은?

  1. 유도코일 근처에서 온도가 가장 낮다.
  2. 불꽃의 제일 앞쪽에서 온도가 가장 높다.
  3. 불꽃의 앞 끝으로부터 유도코일로 갈수록 온도는 높아진다.
  4. 불꽃의 제일 앞 끝과 유도코일의 중간지점 근처에서 온도가 가장 높다.
(정답률: 79%)
  • 정답은 "불꽃의 앞 끝으로부터 유도코일로 갈수록 온도는 높아진다."입니다.

    이유는 유도결합플라즈마 광원에서는 전기적으로 유도된 가스가 불꽃의 앞쪽에서 가열되어 플라즈마 상태가 되고, 이 플라즈마에서 전자가 충돌하여 에너지를 방출하면서 빛이 발생합니다. 이때, 불꽃의 앞쪽에서는 가열된 가스가 많아서 온도가 높고, 유도코일로 갈수록 가열된 가스의 양이 줄어들기 때문에 온도가 낮아지는 것입니다. 따라서 불꽃의 앞 끝으로부터 유도코일로 갈수록 온도는 높아지게 됩니다.
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53. 여러 가지의 전자전이가 일어날 때 흡수하는 에너지(△E)가 가장 작은 것은?

  1. n→π*
  2. n→σ*
  3. π→π*
  4. σ→σ*
(정답률: 63%)
  • n→π* 전자전이가 가장 작은 에너지를 흡수하는 이유는 π* 오비탈이 가장 높은 에너지를 가지기 때문입니다. 따라서, n 오비탈에서 π* 오비탈로 전자가 이동할 때 필요한 에너지가 가장 적습니다. 반면에, σ* 오비탈은 π* 오비탈보다 더 높은 에너지를 가지므로, n→σ* 전자전이는 더 많은 에너지를 흡수합니다. 마찬가지로, π→π* 전자전이는 π* 오비탈이 높은 에너지를 가지기 때문에 더 많은 에너지를 흡수하며, σ→σ* 전자전이는 σ* 오비탈이 높은 에너지를 가지므로 더 많은 에너지를 흡수합니다. 따라서, n→π* 전자전이가 가장 작은 에너지를 흡수하는 것입니다.
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54. 다이아몬드 기구에 의해 많은 수의 평행하고 조밀한 간격의 홈을 가지도록 만든 단단하고, 광학적으로 평평하고, 깨끗한 표면으로 구성된 장치는?

  1. 간섭필터
  2. 회절발
  3. 간섭쐐기
  4. 광전증배관
(정답률: 79%)
  • 회절발은 다이아몬드 기구에 의해 만들어진 평행하고 조밀한 간격의 홈들이 광선을 회절시켜 발생하는 현상을 이용하여 빛의 파장을 분석하는 장치입니다. 따라서 회절발이 정답입니다. 간섭필터는 빛의 간섭을 이용하여 특정 파장의 빛을 차단하는 필터이고, 간섭쐐기는 빛의 간섭을 이용하여 빛을 집중시키는 장치입니다. 광전증배관은 작은 빛을 크게 확대하여 보여주는 광학 장치입니다.
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55. 공기 중에서 파장 500nm, 진동수 6.0×1014Hz, 속도 3.0×108m/s, 광자(photon)의 에너지 4.0×10-19인 빛이 굴절률 1.5인 투명한 액체 속을 통과할 때의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 파장은 500m이다.
  2. 속도는 2.0×108m/s이다.
  3. 진동수는 6.0×1014Hz이다.
  4. 광자의 에너지는 4.0×10-19J이다.
(정답률: 53%)
  • "파장은 500m이다."는 옳지 않은 설명이다. 이유는 파장은 미터(m) 단위로 표시되는데, 500nm은 나노미터(nm) 단위이므로 0.0005m이다. 따라서 옳은 설명은 "파장은 500nm이다."이다.

    속도는 3.0×10^8m/s이다. 이는 공기와 같은 질량의 액체나 고체에서 빛의 속도이다. 광섬유와 같은 특수한 매질에서는 더 빠르게 이동할 수 있다.

    진동수는 6.0×10^14Hz이다. 이는 빛의 파동이 일정한 시간 내에 발생하는 횟수를 나타낸다.

    광자의 에너지는 4.0×10^-19J이다. 이는 빛의 입자적 성질을 나타내는 것으로, 빛의 에너지가 얼마나 작은지를 보여준다.
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56. 분자발광분광법에서 사용되는 용어에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 내부전환-들뜬 전자가 복사선을 방출하지 않고 더 낮은 에너지의 전자상태로 전이하는 분자 내부의 과정
  2. 계간전이-다른 다중성의 전자상태 사이에서 교차가 일어나는 과정
  3. 형광-들뜬 전자가 계간전이를 거쳐 삼중항 상태에서 바닥상태로 떨어지면서 발광
  4. 외부전환-들뜬 분자와 용매 또는 다른 용질 사이에서의 에너지 전이
(정답률: 72%)
  • 정답: "형광-들뜬 전자가 계간전이를 거쳐 삼중항 상태에서 바닥상태로 떨어지면서 발광"이 틀린 것이 아닙니다.

    형광은 분자가 에너지를 흡수하여 들뜬 상태로 전이한 후, 계간전이를 거쳐 바닥상태로 돌아오면서 발광하는 현상입니다. 이 때, 발광하는 빛의 파장은 들뜬 상태에서 바닥상태로 돌아오면서 방출되는 에너지의 양에 따라 결정됩니다.

    따라서, 형광-들뜬 전자가 계간전이를 거쳐 삼중항 상태에서 바닥상태로 떨어지면서 발광이 맞는 설명입니다.

    그리고, 내부전환, 계간전이, 외부전환은 모두 분자 내부에서 일어나는 전자 상태 변화를 나타내는 용어입니다. 내부전환은 복사선을 방출하지 않고 전이하는 과정, 계간전이는 다른 다중성의 전자상태 사이에서 교차가 일어나는 과정, 외부전환은 분자와 용매 또는 다른 용질 사이에서의 에너지 전이를 나타냅니다.
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57. ClCH2aCHb(CH3c)2 분자의 고분해능 1H-핵자기공명분광 1차 스펙트럼에서 a, b 및 c 수소 봉우리의 다중도는?

  1. 2, 9, 2
  2. 9, 8, 5
  3. 2, 9, 8
  4. 2, 21, 2
(정답률: 59%)
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58. 단색 X-선 빛살의 광자가 K-껍질 및 L-껍질의 내부전자를 방출시켜 스펙트럼을 얻음으로써 시료원자의 구성에 대한 정보와 시료구성 성분의 구조와 산화상태에 대한 정보를 동시에 얻을 수 있는 전자스펙트럼법은?

  1. Auger 전자분광법(AES)
  2. X-선 광전자분광법(XPS)
  3. 전자에너지 손실 분광법(EELS)
  4. 레이저마이크로탐침 질량분석법(LMMS)
(정답률: 84%)
  • X-선 광전자분광법(XPS)은 단색 X-선 빛살의 광자가 K-껍질 및 L-껍질의 내부전자를 방출시켜 스펙트럼을 얻음으로써 시료원자의 구성에 대한 정보와 시료구성 성분의 구조와 산화상태에 대한 정보를 동시에 얻을 수 있는 분광법입니다. 다른 보기들은 XPS와는 다른 원리를 가지고 있습니다.
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59. 분자 에너지는 병진(translation), 진동(vibration), 회전(rotation), 전자(electronic)에너지 등으로 구분된다. 이들 중 연속적 변화를 나타내는 것은?

  1. 진동에너지
  2. 전자에너지
  3. 병진에너지
  4. 회전에너지
(정답률: 65%)
  • 병진 에너지는 분자의 운동 에너지를 나타내며, 분자가 직선 운동을 할 때 발생한다. 따라서 분자의 위치나 구조와는 관계없이 연속적으로 변화할 수 있다. 반면 진동 에너지는 분자 내부의 결합 에너지와 관련되어 있으며, 분자의 구조에 따라서 일정한 주기로 변화한다. 전자 에너지와 회전 에너지는 분자의 전자 상태와 회전 운동에 의해 발생하며, 이들은 분자의 구조나 상태에 따라서 이산적으로 변화한다. 따라서 연속적 변화를 나타내는 것은 병진 에너지이다.
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60. 13C-NMR의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. H-NMR보다 검출이 매우 용이하다.
  2. 분자골격에 대한 정보를 얻을 수 있다.
  3. 화학적 이동이 넓어서 봉우리의 겹침이 적다.
  4. 탄소들 사이의 짝지음이 잘 일어나지 안는다.
(정답률: 67%)
  • 정답: "H-NMR보다 검출이 매우 용이하다."

    설명: 13C-NMR은 탄소 원자의 핵자수가 13개인 탄소 원자의 NMR 스펙트럼을 측정하는 기술이다. 이 기술의 특징으로는 분자골격에 대한 정보를 얻을 수 있다는 것, 화학적 이동이 넓어서 봉우리의 겹침이 적다는 것, 탄소들 사이의 짝지음이 잘 일어나지 않는다는 것 등이 있다. 그러나 "H-NMR보다 검출이 매우 용이하다"는 설명은 틀린 설명이다. 사실 13C-NMR은 1H-NMR보다 검출이 어렵다. 이는 1H-NMR에서 사용되는 프로톤의 자연발생량이 13C-NMR에서 사용되는 탄소의 자연발생량보다 훨씬 많기 때문이다.
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4과목: 기기분석II

61. 질량분석법에서 이온화 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 화학온화방법을 사용하면 (M-1)+ 봉우리를 관찰할 수 없다.
  2. 전자충격이온화방법은 약한 이온원으로 분자이온 봉우리 관찰이 용이하다.
  3. 장이온화법은 센 이온원으로 분자이동 봉우리를 관찰하기 힘들다.
  4. 매트릭스-지원레이저탈착/이온화법의 경우 고질량(m/z) ＞10,000) 고분자를 관찰하는데 사용된다.
(정답률: 80%)
  • 매트릭스-지원레이저탈착/이온화법은 고질량(m/z) ＞10,000) 고분자를 관찰하는데 사용된다. 이유는 이 방법이 고분자를 작은 조각으로 나누어 이온화시키기 때문이다. 다른 이온화 방법들은 분자 전체를 이온화시키기 때문에 고분자의 크기가 제한적이다.
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62. 용액 속에서 전해 반응으로 생성시킨 l2를 이용하면 그 용액 속에 함께 존재하는 H2S(aq)의 농도를 분석할 수 있다. 50.0mL의 H2S(aq) 시료에 Kl 4g을 가한 후 52.6mA의 전류로 812초 동안 전해하였더니 당량점이 도달하였다, H2S 시료 용액의 농도는? (단, 원소의 원자량은 S=32.066, K=39.098, l=126.904, H=1.077이다.)

  1. 0.443mM
  2. 0.885mM
  3. 4.43mM
  4. 8.85mM
(정답률: 29%)
  • 전해 분해 반응은 2I- → I2 + 2e- 이다. 이 반응에서 1 mol의 전자를 전달하기 위해 1 mol의 I2가 생성된다. 따라서 전류량과 생성된 I2의 몰 수는 비례한다.

    먼저 Kl의 몰 수를 계산해보자. Kl의 몰 질량은 39.098 + 126.904 = 166.002 g/mol 이다. 따라서 4g의 Kl은 4/166.002 mol = 0.024 mol 이다.

    전해 분해 반응에서 생성된 I2의 몰 수는 전류량과 비례하므로,

    n(I2) = I × t / F

    여기서 I는 전류량, t는 전해 시간, F는 Faraday 상수(96,485 C/mol)이다.

    n(I2) = 52.6 × 812 / 96485 = 0.044 mol

    전해 분해 반응에서 생성된 I2의 몰 수는 Kl과 1:1 비례하므로,

    n(Kl) = 0.024 mol

    따라서 H2S(aq) 시료 용액에서 생성된 I2의 몰 수는

    n(I2) - n(Kl) = 0.044 - 0.024 = 0.02 mol 이다.

    H2S(aq) 시료 용액에서 생성된 I2의 몰 수는 H2S와 1:1 비례하므로,

    n(H2S) = 0.02 mol

    H2S(aq) 시료 용액의 몰 농도는

    c(H2S) = n(H2S) / V(H2S)

    여기서 V(H2S)는 시료 용액의 체적이다.

    50.0 mL의 H2S(aq) 시료 용액의 체적은 50.0 × 10-3 L = 0.05 L 이다.

    따라서 H2S(aq) 시료 용액의 몰 농도는

    c(H2S) = 0.02 mol / 0.05 L = 0.4 M = 4.0 mM 이다.

    따라서 정답은 "4.43 mM"이다.
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63. 유도결합 플라즈마 질량분석법에서의 방해작용이 아닌 것은?

  1. 떠돌이빛 방해
  2. 이중하전이온 방해
  3. 다원자이온 방해
  4. 동중핵이온 방해
(정답률: 76%)
  • 유도결합 플라즈마 질량분석법에서의 방해작용 중 "떠돌이빛 방해"는 분석에 방해가 되지 않는다. 이는 떠돌이빛이 질량분석기에 도달하기 전에 이미 분해되기 때문이다. 따라서 이중하전이온 방해, 다원자이온 방해, 동중핵이온 방해는 유도결합 플라즈마 질량분석법에서의 방해작용이다.
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64. 질량 분석법의 질량스펙트럼에서 알 수 있는 가장 유효한 정보는?

  1. 분자량
  2. 중성자의 무게
  3. 음이온의 무게
  4. 자유 라디칼의 무게
(정답률: 88%)
  • 질량 분석법의 질량스펙트럼에서 가장 유효한 정보는 분자량이다. 이는 분석 대상 물질의 분자량을 정확하게 알 수 있기 때문이다. 다른 보기들은 중성자의 무게, 음이온의 무게, 자유 라디칼의 무게 등과 같이 특정한 부분적인 정보를 제공할 뿐이다.
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65. 기체크로마토그래피법에서 시료주입법에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 분할 주입법은 고농도 시료나 기체 시료에 좋으며, 정량성도 매우 좋다.
  2. 분할 주입법은 분리도가 떨어지며, 불순물이 많은 시료를 다룰 수 있다.
  3. 비분할 주입법은 희석된 용액에 적합하고 주입되는 동안 휘발성화합물이 손실되므로 정량분석으로 좋지않다.
  4. on-column 주입법은 정량분석에 가장 적합하고 분리도가 높으나, 열에 민감한 화합물에는 좋지 않다.
(정답률: 51%)
  • 비분할 주입법은 희석된 용액에 적합하고 주입되는 동안 휘발성화합물이 손실되므로 정량분석으로 좋지 않다. 이는 시료가 주입되는 동안 일부가 증발하여 손실되기 때문이다. 따라서 정량분석을 위해서는 분할 주입법이나 on-column 주입법을 사용하는 것이 좋다.
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66. 열 분석법인 DTA(시차열법분석)와 DSC(시차주사열량법)에서 물리ㆍ화학적 변화로서 흡열 봉우리가 나타나지 않는 경우는?

  1. 녹음이나 용융
  2. 탈착이나 탈수
  3. 증발이나 기화
  4. 산소의 존재 하에서 중합반응
(정답률: 50%)
  • 정답: "산소의 존재 하에서 중합반응"

    이유: DTA와 DSC는 샘플의 열적 특성을 분석하는 기술로, 샘플이 가열되면서 발생하는 열량 변화를 측정하여 물리ㆍ화학적 변화를 분석합니다. 흡열 봉우리는 샘플이 특정 온도에서 열을 흡수하는 현상으로, 이는 샘플 내부에서 발생하는 화학반응이나 상전이 등의 물리ㆍ화학적 변화로 인해 발생합니다. 그러나 산소의 존재 하에서 중합반응은 열을 방출하는 반응이 아니라 열을 흡수하는 반응이기 때문에 흡열 봉우리가 나타나지 않습니다. 따라서 산소의 존재 하에서 중합반응은 DTA나 DSC 분석에서 흡열 봉우리가 나타나지 않는 경우의 하나입니다.
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67. 황산구리 수용액을 전기분해하면 음극에서는 구리가 석출되고, 양극에서는 산소가 발생한다. 0.5A의 전류로 1시간 동안 전기분해했을 때, 양극에서 발생하는 산소의 부피(mL)는 표준상태에서 약 얼마인가? (단, 두 전극의 반쪽반응은 다음과 같다.)

  1. 56
  2. 104
  3. 112
  4. 224
(정답률: 43%)
  • 황산구리 수용액을 전기분해하면 양극에서 산소가 발생하는데, 이는 물 분자의 전해질 때 일어나는 반응으로, 2H2O → O2 + 4H+ + 4e- 이다. 따라서 1시간 동안 전류가 0.5A로 흐르면 전하량은 Q = I × t = 0.5A × 3600s = 1800C 이다. 이 전하량은 양극에서 일어나는 산소 발생 반응에서 사용된 전하량과 같으므로, 4F 모을 때 발생하는 산소의 양을 계산하면 된다. 여기서 F는 Faraday 상수로, 1F는 1몰의 전하량에 해당한다. 산소 발생 반응에서 4개의 전자가 사용되므로, 4F 모을 때 발생하는 산소의 양은 1몰이 된다. 따라서 1800C의 전하량으로 1몰의 산소를 발생시키면, 4 × 1800/96500 = 0.074 몰의 산소가 발생한다. 이 양의 산소가 표준상태에서 차지하는 부피는 0.074 × 22.4 = 1.66 L 이므로, 약 1660 mL 이다. 따라서 보기 중에서 정답은 104이다.
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68. 전기량법은 전극에서 충분히 산화 및 환원반응이 일어나게 시간을 주는 방법으로, 이러한 방법 중 많은 양의 분석에 적당한 방법은?

  1. 전기무게 분석법
  2. 일정전위 전기량법
  3. 일정전류 전기량법
  4. 전기량 적정법
(정답률: 55%)
  • 전기무게 분석법은 전극 표면에 충분한 시간 동안 전기적인 반응을 일으켜 산화 및 환원 반응이 일어나게 하여 측정하는 방법이다. 이 방법은 많은 양의 분석에 적합하며, 전극의 무게 변화를 측정하여 분석 결과를 도출한다. 따라서 전기무게 분석법이 전기량법 중 많은 양의 분석에 적합한 방법으로 선택된다.
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69. 기체-고체 크로마토그래피(GSC)는 기체 크로마토그래피의 일종으로 이동상 기체를, 고정상으로는 고체를 사용하는 경우를 일컫는다. 이 때 이동상과 고정상 사이에서 분석물의 어떤 상호작용이 분리에 기여하는가?

  1. 분배(Partition)
  2. 흡착(Adsorption)
  3. 흡수(Absorption)
  4. 이온교환(Ion Exchange)
(정답률: 72%)
  • 기체-고체 크로마토그래피에서 이동상 기체는 고정상 고체 표면에 흡착되어 분석물과 상호작용하게 된다. 이 상호작용은 분석물의 물리화학적 특성에 따라 다르게 작용하며, 이를 이용하여 분리가 이루어진다. 따라서 정답은 "흡착(Adsorption)"이다.
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70. 선택 인자(selectivity factor, α)의 변화요인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 컬럼의 온도 변화
  2. 시료의 주입량 변화
  3. 이동상의 조성 변화
  4. 정지상의 조성 변화
(정답률: 54%)
  • 선택 인자(selectivity factor, α)는 분리 컬럼에서 분리되는 두 개의 화합물의 상호작용에 영향을 미치는 인자이다. 이 중에서 시료의 주입량 변화가 가장 거리가 먼 이유는 시료의 주입량이 많아질수록 컬럼 내에서의 화학적 상호작용이 증가하게 되어 선택 인자가 변화하게 된다. 따라서 시료의 주입량 변화는 선택 인자에 큰 영향을 미치게 되어 가장 거리가 먼 요인이 된다.
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71. 질량분석법을 여러 가지 성분의 시료를 기체 상태로 이온화한 다음 자기장 혹은 전기장을 통해 각 이온을 질량/전하의 비에 따라 분리하여 질량스펙트럼을 얻는 방법이다. 질량분석기의 기기장치 중 진공으로 유지되어야 하는 부분이 아닌 것은?

  1. 이온화장치
  2. 질량분리기
  3. 검출기
  4. 신호처리기
(정답률: 75%)
  • 신호처리기는 질량분석기에서 얻은 데이터를 처리하고 분석하는 역할을 하기 때문에 진공으로 유지되어야 하는 부분이 아니다. 이에 반해, 이온화장치, 질량분리기, 검출기는 모두 질량분석을 위해 시료를 이온화하고 분리하는 과정에서 진공으로 유지되어야 한다.
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72. 유기화합물의 혼합 용액을 기체 크로마토그래피로 분리하여 다음과 같은 데이터를 얻었다. 화합물의 머무름지수를 표시한 것 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. n-Butane, 400
  2. 2-Butane, 431
  3. Toluene, 726
  4. n-Heptane, 761
(정답률: 46%)
  • 화합물의 머무름지수는 분리된 물질이 정지상태에서 머무르는 시간을 나타내는 값으로, 값이 클수록 극성이 적은 화합물일 확률이 높습니다. 따라서 가장 거리가 먼 것은 머무름지수가 가장 큰 "n-Heptane, 761" 입니다.
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73. 길이 30.0cm의 분리관을 사용하여 용질 A와 B를 분석하였다. 용질 A와 B의 머무름 시간은 각각 13.40분과 16.40분이고 봉우리 너비(4τ)는 각각 1.25분과 1.38이었으며 머물지않는 화학종은 1.40분 만에 통과하였다. 선택인자(α)는 얼마인가?

  1. 0.80
  2. 1.25
  3. 10.72
  4. 11.88
(정답률: 51%)
  • 선택인자(α)는 다음과 같은 식으로 계산된다.

    α = (4τ2)/(L2(tB - tA))

    여기서, τ는 봉우리 너비, L은 분리관의 길이, tA와 tB는 각각 용질 A와 B의 머무름 시간이다.

    따라서, 우리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    α = (4 x 1.252)/(302 x (16.40 - 13.40))
    = 1.25

    따라서, 선택인자(α)는 1.25이다. 이는 분리관의 길이와 봉우리 너비가 일정하다는 가정하에 용질 A와 B를 분리하는 능력을 나타내는 값이다. 선택인자가 작을수록 분리능력이 높다는 것을 의미한다.
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74. Pt 산화전극을 사용하여 Fe2+를 전기량으로 적정하려고 한다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Fe2+의 농도가 감소하면서 일정전류를 위해서는 전자전위를 증가시켜야 한다.
  2. 정전류기(galvanostats)를 사용하여 일정전류를 유지한다.
  3. 물의 전기분해가 일어나면 물을 더 첨가하여 농도가 묽어짐을 방지한다.
  4. 분석물질을 100% 전류효율로 산화시키거나 환원시키기 위해서 보조시약을 사용한다.
(정답률: 78%)
  • "물의 전기분해가 일어나면 물을 더 첨가하여 농도가 묽어짐을 방지한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 Pt 산화전극에서 물 분해에 의해 생성되는 수소와 수산화물이 전극 표면에 적이면 전극 반응을 방해할 수 있기 때문에 물을 더 첨가하여 농도를 묽게 만들어 전극 표면에 적이는 것을 방지하기 때문이다.
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75. 금속 Zn 전극과 0.1M ZnCl2 수용액 그리고 Cl2와 0.1M HCl 및 탄소 막대 전극을 이용하여 다음과 같이 전지를 구성하였다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 환원전극(Cathode) 반응은 Cl2(g)+2e-→2Cl-이다.
  2. 산화전극(Anode) 반응은 Zn(s)→Zn2++2e-이다.
  3. 이 전지의 표준전위는 0.596V이다.
  4. 이 전지의 반응은 Zn(s)+Cl2(g)→Zn2+(aq)+2Cl-(aq)이다.
(정답률: 81%)
  • 이 전지의 표준전위는 0.596V이 아니다. 이 전지의 표준전위는 계산을 통해 구해야 한다.
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76. 기체 크로마토그래피 분리법에서 사용되는 운반 기체로 부적당한 것은?

  1. He
  2. N2
  3. Ar
  4. Cl2
(정답률: 86%)
  • 운반 기체는 샘플을 분리하는 데 사용되는 기체입니다. 이 중에서도 기체 크로마토그래피에서는 운반 기체로 비활성 기체가 사용됩니다. 비활성 기체는 반응성이 적어 샘플과 반응하지 않으며, 분리 과정에서도 안정적으로 유지됩니다. 따라서 Cl2는 반응성이 높아 운반 기체로 사용하기에는 부적당합니다.
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77. 고성능액체크로마토그래피에서 분리효능을 높이기 위하여 사용하는 방법으로 극성이 다른 2~3가지 용매를 선택하여 그 조성을 연속적 혹은 단계적으로 변화하며 사용하는 방법은?

  1. 기울기 용리(gradient elution)
  2. 온도 프로그램(temperature programmimg)
  3. 분배 크로마토그래피(partition chromatography)
  4. 역상 크로마토그래피(reversed-phase chromatography)
(정답률: 88%)
  • 기울기 용리는 극성이 다른 2~3가지 용매를 선택하여 그 조성을 연속적 혹은 단계적으로 변화시켜 분리효능을 높이는 방법이다. 이 방법은 샘플의 분자 크기, 극성, 화학적 성질 등에 따라 다른 용매를 사용하여 분리할 수 있기 때문에 매우 유용하다. 또한, 기울기 용리는 분리효율을 높이는 데에도 효과적이며, 분리된 물질을 정량 및 정성 분석하는 데에도 사용된다. 따라서, 기울기 용리가 고성능액체크로마토그래피에서 분리효능을 높이기 위해 사용되는 방법이다.
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78. 크로마토그래피에서 관의 분리능을 향상시키기 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 이론단의 수를 높인다.
  2. 선택인자를 크게 한다.
  3. 용량인자를 크게 한다.
  4. 이동상의 유속을 빠르게 한다.
(정답률: 66%)
  • 이동상의 유속을 빠르게 함으로써 샘플이 이동하는 시간을 줄이고, 분리가 더욱 뚜렷하게 일어나기 때문에 관의 분리능을 향상시킬 수 있다. 이론단의 수를 높이거나 선택인자, 용량인자를 크게 한다고 해도 이동상의 유속이 느리면 분리능이 향상되지 않을 수 있다.
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79. 고체표면의 원소 성분을 정량하는데 주로 사용되는 원자 질량분석법은?

  1. 양이온 검출법과 음이온 검출법
  2. 이차이온 질량분석법과 글로우 방전 질량분석법
  3. 레이저 마이크로탐침 질량분석법과 글로우 방전 질량분석법
  4. 이차이온 질량분석법과 레이저 마이크로탐침 질량분석법
(정답률: 72%)
  • 고체표면의 원소 성분을 정량하는데 주로 사용되는 원자 질량분석법은 이차이온 질량분석법과 레이저 마이크로탐침 질량분석법입니다. 이는 이차이온 질량분석법이 고체표면에서의 분석에 적합하며, 레이저 마이크로탐침 질량분석법은 고체표면에서의 깊이 분석에 용이하기 때문입니다.
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80. C, Cl 원자를 한 개씩 함유하는 화합물에서 M. M+1, M+2, M+3 봉우리들의 상대적 크기로 가장 타당한 것은? (단, M은 분자 봉우리를 나타내며, 동위원소 존재비는 Cl35:Cl37=75:25, C12:C13=99:1이다.)

  1. M:M+1:M+2:M+3-99:1:25:21
  2. M:M+1:M+2:M+3-99:1:25:0.33
  3. M:M+1:M+2:M+3-99:1:33:1
  4. M:M+1:M+2:M+3-99:1:33:0.33
(정답률: 50%)
  • C, Cl 원자를 한 개씩 함유하는 화합물에서 M은 분자 봉우리를 나타내므로, Cl 원자의 존재비가 다르면 M 값이 달라질 수 있다. Cl35과 Cl37의 존재비는 75:25이므로, Cl35이 더 많이 존재하므로 M 값은 Cl35의 질량에 더 가까워진다. 따라서 M 값은 35+12=47이다.

    M 값이 47일 때, M+1은 Cl37이 하나 더 붙은 형태이므로 47+35=82이다. M+2는 Cl37이 두 개 더 붙은 형태이므로 47+35+35=117이다. M+3은 Cl37이 세 개 더 붙은 형태이므로 47+35+35+35=152이다.

    따라서, M:M+1:M+2:M+3의 상대적 크기는 47:82:117:152이다. 이를 단순화하면 99:1:33:0.33이 된다.
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