화학분석기사(구) 필기 기출문제복원 (2019-04-27)

화학분석기사(구) 2019-04-27 필기 기출문제 해설

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화학분석기사(구)
(2019-04-27 기출문제)

목록

1과목: 일반화학

1. 염화칼륨(KCI) 수용액에 질산은(AgNO3) 수용액을 과량으로 가하여 백색 침전이 29.0g 생성되었다. 다음 중 백색 침전의 화학식과 양을 바르게 표기한 것은? (단, 각 원소의 원자량은 Ag:108, N:14, O:16, K:39, CI:35.5이다.)

  1. KCI, 0.202몰
  2. KCI, 2.02몰
  3. AgCI, 0.202몰
  4. AgCl, 2.02몰
(정답률: 85%)
  • 염화칼륨과 질산은이 반응하면 염화은($\text{AgCl}$)이라는 백색 침전이 생성됩니다. 침전물의 질량을 몰질량으로 나누어 몰수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{mol} = \frac{\text{mass}}{\text{molar mass}}$
    ② [숫자 대입] $\text{mol} = \frac{29.0}{108 + 35.5}$
    ③ [최종 결과] $\text{mol} = 0.202$
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2. 한 수저는 금으로 도금하고, 다른 수저는 구리로 도금하고자 한다. 만약 발전기에서 나오는 일정한 전류를 두 수저를 도금하는데 사용하였다면, 어느 수저에 먼저 1g이 도금되고 그 이유는 무엇인가? (단, 금의 원자량은 197, 구리의 원자량은 63.5이며, 반쪽 환원 반응식은 다음과 같다.)

  1. 금 수저-금의 원자량이 더 크기 때문이다.
  2. 금 수저-금이 더 많은 전자로 환원되기 때문이다.
  3. 구리 수저-구리가 기전력으로 더 낮기 때문이다.
  4. 구리 수저-구리가 더 적은 전자로 환원되기 때문이다.
(정답률: 66%)
  • 일정한 전류가 흐를 때, 동일한 질량($1\text{g}$)을 도금하는 데 필요한 전자의 몰수가 적을수록 더 빨리 도금됩니다. 금은 원자량이 매우 커서 동일 질량당 필요한 전자의 양이 구리보다 적기 때문에 먼저 도금됩니다.
    반응식:
    $$\text{Au}^{3+}(\text{aq}) + 3\text{e}^- \rightarrow \text{Au}(\text{s}) \quad \text{E}^\circ = 1.50$$
    $$\text{Cu}^{2+}(\text{aq}) + 2\text{e}^- \rightarrow \text{Cu}(\text{s}) \quad \text{E}^\circ = 0.34$$
    ① [필요 전자 몰수] $\text{mol e}^- = \frac{\text{질량}}{\text{원자량}} \times \text{이온가}$
    ② [숫자 대입] $\text{Au: } \frac{1}{197} \times 3 = 0.0152, \quad \text{Cu: } \frac{1}{63.5} \times 2 = 0.0315$
    ③ [최종 결과] $\text{Au} < \text{Cu}$
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3. 암모니아를 물에 녹여 0.10M의 용액 1.00L를 만들었다. 이 용액의 OH-의 농도는 1.0×10-3M 이라고 가정할 때, 암모니아의 이온화 평형상수 K는 얼마인가?

  1. 1.0×10-3
  2. 1.0×10-4
  3. 1.0×10-5
  4. 1.0×10-6
(정답률: 48%)
  • 약염기인 암모니아의 이온화 평형상수 $K$는 초기 농도 $C$와 이온화된 농도 $x$를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $K = \frac{x^{2}}{C - x}$
    ② [숫자 대입] $K = \frac{(1.0 \times 10^{-3})^{2}}{0.10 - (1.0 \times 10^{-3})}$
    ③ [최종 결과] $K = 1.0 \times 10^{-5}$
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4. 단위가 틀리게 연결된 것은?

  1. 전하량-coulomb(C)
  2. 전류-ampere(A)
  3. 전위(volt)(V)
  4. 에너지-Watt(W)
(정답률: 91%)
  • 에너지의 단위는 줄(J)입니다. 와트(W)는 단위 시간당 소비되는 에너지인 전력의 단위($$J/s$$)이므로 잘못 연결되었습니다.
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5. 다음 알케인의 IUPAC의 이름은 무엇인가?

  1. ethyl-2.4-dimethyloctane
  2. 2-ethyl-2.4-dimethylnonane
  3. 4-ethyl-2.4-dimethyloctane
  4. 4-ethyl-2.4-dimethylnonane
(정답률: 75%)
  • IUPAC 명명법에 따라 가장 긴 탄소 사슬을 먼저 찾고, 치환기의 번호 합이 최소가 되도록 번호를 매깁니다.
    1. 가장 긴 탄소 사슬은 9개이므로 기본 이름은 nonane입니다.
    2. 치환기가 가장 빨리 나타나는 오른쪽 끝부터 번호를 매기면, 2번과 4번 탄소에 methyl기가, 4번 탄소에 ethyl기가 결합되어 있습니다.
    3. 치환기는 알파벳 순서로 적으므로 4-ethyl-2,4-dimethylnonane이 됩니다.
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6. 전기화학전지에 관한 패러데이의 연구에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 어떤 전지에서나 전극에서 생성되거나 소모된 물질의 양은 전지를 통해 흐른 전하의 양에 반비례한다.
  2. 일정한 전하량의 전지를 통하여 흐르게 되면 여러 물질들이 이에 상응하는 당량만큼 전극에서 생성되거나 소모된다.
  3. 페러데이의 법칙은 전기화학 과정에 대한 화학양론을 요약한 것이다.
  4. 페러데이 상수 F=96.485.37 C/mol이다.
(정답률: 87%)
  • 패러데이의 법칙에 따라 전극에서 생성되거나 소모된 물질의 양은 전지를 통해 흐른 전하의 양에 반비례하는 것이 아니라 정비례합니다.
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7. 세로토닌은 신경전달물질이다. 세로토닌의 물질량은 176g/mol이다. 5.31g의 세로토닌을 분석하여 탄소 3.62g, 수소 0.362g, 질소 0.844g, 산소 0.482g을 함유한다는 사실을 알았다. 세로토닌의 분자식으로 예상되는 것은?

  1. C10H12N2O
  2. C10H26NO
  3. C11H14NO
  4. C9H10N3O
(정답률: 79%)
  • 각 원소의 질량 백분율을 구하고, 이를 분자량에 곱하여 각 원자의 개수를 산출하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{M \times \frac{m_{element}}{m_{total}}}{AW}$
    ② [숫자 대입]
    $$C = \frac{176 \times \frac{3.62}{5.31}}{12.01} = 9.99$$
    $$H = \frac{176 \times \frac{0.362}{5.31}}{1.01} = 11.9$$
    $$N = \frac{176 \times \frac{0.844}{5.31}}{14.01} = 2.00$$
    $$O = \frac{176 \times \frac{0.482}{5.31}}{16.00} = 1.01$$
    ③ [최종 결과] $C_{10}H_{12}N_{2}O$
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8. 화합물 한 쌍을 같은 몰수로 혼합하는 다음 4가지 경우 중 염기성 용액이 되는 경우는 모두 몇 가지인가?

  1. 4
  2. 3
  3. 2
  4. 1
(정답률: 88%)
  • 혼합 용액의 액성은 강산/강염기 여부와 산해리 상수($K_{a}$) 및 염기해리 상수($K_{b}$)의 상대적 크기로 결정됩니다.
    $\text{이미지 내용: } \begin{aligned} &(a) \text{NaOH}(K_{b} = \text{아주 큼}) + \text{HBr}(K_{a} = \text{아주 큼}) \\ &(b) \text{NaOH}(K_{b} = \text{아주 큼}) + \text{HNO}_{3}(K_{a} = \text{아주 큼}) \\ &(c) \text{NH}_{3}(K_{b} = 1.8 \times 10^{-5}) + \text{HBr}(K_{a} = \text{아주 큼}) \\ &(d) \text{NaOH}(K_{b} = \text{아주 큼}) + \text{CH}_{3}\text{CO}_{2}\text{H}(K_{a} = 1.8 \times 10^{-5}) \end{aligned}$
    분석 결과, (a)와 (b)는 강산과 강염기의 혼합으로 중성이며, (c)는 강산인 $\text{HBr}$이 우세하여 산성, (d)는 강염기인 $\text{NaOH}$가 우세하여 염기성이 됩니다. 따라서 염기성 용액이 되는 경우는 1가지입니다.
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9. 다음 중 극성 분자가 아닌 것은?

  1. CCl4
  2. H2O
  3. CH3OH
  4. HCl
(정답률: 91%)
  • $\text{CCl}_{4}$는 중심 탄소 원자를 기준으로 4개의 염소 원자가 정사면체 구조로 대칭적으로 배치되어 있어, 각 결합의 쌍극자 모멘트가 서로 상쇄되어 전체적으로 무극성 분자가 됩니다.
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10. 메타-다이나이트로벤젠의 구조를 옳게 나타낸 것은?

  4. .
(정답률: 85%)
  • 벤젠 고리에서 치환기의 위치를 나타낼 때 오쏘(ortho)는 $1,2$-위치, 메타(meta)는 $1,3$-위치, 파라(para)는 $1,4$-위치를 의미합니다. 따라서 메타-다이나이트로벤젠은 $\text{NO}_2$기가 $1,3$-위치에 결합한 구조입니다.
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11. 수용액의 산성도를 나타내는 pH에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. pH값은 pH=-log10[H3O+]로부터 구할 수 있다.
  2. pH가 7보다 작은 경우를 산성용액이라 한다.
  3. 중성용액의 pH는 14이다.
  4. pH meter를 이용하여 측정할 수 있다.
(정답률: 93%)
  • 수용액의 pH 척도에서 중성용액의 pH는 $7$입니다.

    오답 노트
    중성용액의 pH는 14이다: 중성은 $7$이며, $14$는 강염기성 영역입니다.
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12. 11.99g의 염산이 녹아있는 5.48M 염산 용액의 부피는 몇 mL인가? (단, 염산의 분자량은 36.45이다.)

  1. 12.5
  2. 17.8
  3. 30.4
  4. 60.0
(정답률: 80%)
  • 몰농도 정의( $\text{M} = \frac{\text{mol}}{\text{L}}$)를 이용하여 용액의 부피를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{m}{MW \times M}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{11.99}{36.45 \times 5.48}$
    ③ [최종 결과] $V = 0.0600$ (L) $\rightarrow 60.0$ mL
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13. 다음 작용기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 알코올은 -OH작용기를 가지고 있다.
  2. 페놀류는 -OH기가 방향족 고리에 직접 붙어 있는 화학물이다.
  3. 에테르는 -O-로 나타내는 작용기를 가지고 있다.
  4. 1차 알코올은 -OH기가 결합되어 있는 탄소원자에 다른 탄소원자가 2개 이상 결합되어 있는 것이다.
(정답률: 86%)
  • 1차 알코올은 $-\text{OH}$기가 결합된 탄소 원자에 다른 탄소 원자가 오직 1개만 결합되어 있는 구조를 말합니다.
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14. 핵이 분해하여 방사능을 방출하는 방사성 붕괴에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 방사성 붕괴는 일반적으로 전형적인 1차 반응 속도식을 따른다.
  2. 베타 입자는 방사능의 일종으로 헬륨의 핵(nucleus)이다.
  3. 감마선은 방사능 가운데 유일하게 입자가 아닌 전자기파이다.
  4. 반감기(half-life)란 방사성 붕괴를 하는 핵종의 수가 처음 값의 반이 되는 데 필요한 시간이다.
(정답률: 72%)
  • 베타 입자는 헬륨 핵이 아니라 고에너지 전자입니다. 헬륨 핵($$He^{2+}$$)에 해당하는 것은 알파 입자입니다.
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15. 전자가 보어모델(Bohr Model)의 n=5 궤도에서 n=3 궤도로 전이할 때 수소원자에서 방출되는 빛의 파장은 얼마인가? (단, 뤼드베리 상수 RH=1.9678×10-2nm-1)

  1. 434.5bnm
  2. 486.1nm
  3. 714.6nm
  4. 954.6nm
(정답률: 65%)
  • 보어 모델에서 전이 시 방출되는 빛의 파장은 뤼드베리 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{\lambda} = R_{H} ( \frac{1}{n_{1}^{2}} - \frac{1}{n_{2}^{2}} )$
    ② [숫자 대입]K $\frac{1}{\lambda} = 1.9678 \times 10^{-2} ( \frac{1}{3^{2}} - \frac{1}{5^{2}} )$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 714.6$
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16. 16.0M인 H2SO4 용액 8.00mL를 용액의 최종 부피가 0.125L가 될 때까지 묽혔다면, 묽힌 후 용액의 몰농도는 약 얼마가 되겠는가?

  1. 102M
  2. 10.2M
  3. 1.02M
  4. 0.102M
(정답률: 79%)
  • 용액을 묽힐 때 용질의 몰수는 변하지 않는다는 묽힘 법칙을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $M_{1}V_{1} = M_{2}V_{2}$
    ② [숫자 대입] $16 \times 0.008 = M_{2} \times 0.125$
    ③ [최종 결과] $M_{2} = 1.024$
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17. 기체분자 운동론(kinetic molecular theory)의 기본 가정으로 틀린 것은?

  1. 기체 입자의 부피는 무시할 수 있다.
  2. 기체 입자는 계속해서 움직이고 용기의 벽에 입자가 충돌하여 압력이 발생한다.
  3. 기체 입자들 사이에는 인력이 작용하므로 압력 계산시 고려해야 한다.
  4. 기체 입자 집합의 평균 운동 에너지는 기체의 절대 온도에 비례한다.
(정답률: 76%)
  • 기체분자 운동론의 기본 가정은 이상 기체를 전제로 하므로, 기체 입자들 사이에는 인력이나 반발력과 같은 상호작용이 전혀 없다고 가정합니다.

    오답 노트
    기체 입자의 부피는 무시할 수 있다: 이상 기체의 기본 가정임
    용기 벽 충돌로 압력 발생: 압력의 정의에 부합함
    평균 운동 에너지는 절대 온도에 비례: $\text{K} = \frac{3}{2}\text{RT}$ 관계 성립함
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18. 2M NaOH 30mL에는 몇 mg의 NaOH가 존재하는가? (단, Na의 원자량은 23이다.)

  1. 1200
  2. 1800
  3. 2400
  4. 3600
(정답률: 82%)
  • 몰농도와 부피를 이용해 용질의 몰수를 구한 뒤, $\text{NaOH}$의 화학식량(분자량)을 곱하여 질량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\text{질량} = \text{몰농도} \times \text{부피} \times \text{화학식량}$
    ② [숫자 대입] $\text{질량} = 2 \times 30 \times (23 + 16 + 1)$
    ③ [최종 결과] $\text{질량} = 2400\text{ mg}$
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19. 다음 각 쌍의 2개 물질 중에서 물에 더욱 잘 녹을 것이라고 예상되는 물질을 1개씩 옳게 선택한 것은?

  1. CH3CH2OH, CHCl3
  2. CH3CH2OH, CCl4
  3. CH3CH2CH3, CHCl3
  4. CH3CH2CH3, CCl4
(정답률: 90%)
  • 물은 대표적인 극성 용매이므로 '끼리끼리 녹는다'는 원리에 따라 극성 물질이 더 잘 녹습니다. $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$는 하이드록시기($\text{-OH}$)로 인해 극성을 띠며, $\text{CHCl}_3$는 구조적 비대칭성으로 인해 $\text{CCl}_4$보다 극성이 강해 물에 더 잘 녹습니다.
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20. 다음 유기 화합물의 명칭 중 틀린 것은?

  1. CH2=CH2의 중합체는 폴리스티렌이다.
  2. CH2=CH-CN의 중합체는 폴리아크릴로니트릴이다.
  3. CH2=CHOCOCH3의 중합체는 폴리아세트산비닐이다.
  4. CH2=CHCl의 중합체는 폴리염화비닐이다.
(정답률: 75%)
  • $\text{CH}_2=\text{CH}_2$의 중합체는 폴리에틸렌입니다. 폴리스티렌이 되기 위해서는 $\text{CH}_2=\text{CH}(\text{C}_6\text{H}_5)$ 구조의 단량체가 필요합니다.
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2과목: 분석화학

21. 페러데이 상수는 전류량과 반응한 화합물의 양과의 관계를 알아내는데 사용되는 값으로 96485가 자주 사용되고 있다. 이러한 페러데이 상수의 단위(unit)로 알맞은 것은?

  1. C/mol
  2. A/mol
  3. C/g
  4. A/g
(정답률: 92%)
  • 패러데이 상수는 전자 $1\text{ mol}$이 가지고 있는 총 전하량을 의미하므로, 전하량의 단위인 $\text{C}$(쿨롱)를 물질량의 단위인 $\text{mol}$로 나눈 $\text{C/mol}$을 단위로 사용합니다.
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22. 다음 반응식은 어떠한 평행상태인가?

  1. 약한 산의 해리
  2. 약한 염기의 해리
  3. 착이온의 생성
  4. 산화-환원 평형
(정답률: 80%)
  • 제시된 반응식 $Ni^{2+} + 4CN^{-} \rightleftharpoons Ni(CN)_4^{2-}$은 중심 금속 이온인 $Ni^{2+}$에 리간드인 $CN^-$가 배위 결합하여 착이온을 형성하는 반응입니다.
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23. 다음 ()안에 가장 적합한 용어는?

  1. 질산이온(NO3-)
  2. 암모니아(NH3)
  3. 황산이온(SO42-)
  4. 메틸아민(CH3NH2)
(정답률: 77%)
  • 금속 이온은 수산화 이온($OH^-$)과 반응하여 침전물을 형성하기 쉽습니다. 이를 방지하기 위해 염기성 수용액에서 EDTA 적정 시 암모니아($NH_3$) 완충용액을 보조착화제로 사용하여 금속 이온을 가용성 착물 상태로 유지시킵니다.
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24. EDTA에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. EDTA는 금속이온의 전하와는 무관하게 금속이온과 일정 비율로 결합한다.
  2. EDTA 적정법은 물의 경도를 측정할 때 사용할 수 있다.
  3. EDTA는 Li+, Na+, K+와 같이 1가 양이온들 하고만 착물을 형성한다.
  4. EDTA 적정 시 금속-지시약 착화합물을 금속-EDTA 착화합물보다 덜 안정하다.
(정답률: 84%)
  • EDTA는 금속 이온의 전하와 관계없이 일반적으로 $1:1$ 비율로 결합하며, 특히 $2$가 이상의 다가 양이온들과 매우 안정적인 착물을 형성합니다. 따라서 $1$가 양이온들과만 착물을 형성한다는 설명은 틀린 것입니다.
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25. 아스코브산을 요오드 용액으로 산화-환원 적정할 할 때 주로 사용할 수 있는 지시약은?

  1. 녹말
  2. 페놀프탈레인
  3. 아연 이온
  4. 리트머스
(정답률: 83%)
  • 아스코브산(Vitamin C) 적정 시 요오드를 환원시켜 요오드 이온으로 만들며, 이때 요오드는 녹말과 반응하여 청색(보라색) 착물을 형성하므로 종말점을 확인하는 지시약으로 녹말을 사용합니다.

    오답 노트
    페놀프탈레인, 리트머스: 산-염기 적정에 사용되는 지시약임
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26. 다음의 증류수 또는 수용액에 고체 Hg2(IO3)2(Ksp=1.3×10-18)를 용해시킬 때, 용해된 Hg22+의 농도가 가장 큰 것은?

  1. 증류수
  2. 0.10M KIO3
  3. 0.20M KNO3
  4. 0.30M NaIO3
(정답률: 72%)
  • 공통 이온 효과에 의해 용액 속에 이미 $IO_{3}^{-}$이온이 존재하면 $Hg_{2}(IO_{3})_{2}$의 용해도는 감소하여 $Hg_{2}^{2+}$ 농도가 낮아집니다. 반면, $KNO_{3}$와 같이 공통 이온이 없는 경우에는 이러한 억제 효과가 없으며, 오히려 이온 세기가 증가함에 따라 활동도계수가 감소하여 용해도가 증가하므로 $Hg_{2}^{2+}$ 농도가 가장 크게 나타납니다.
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27. 0.850g의 미지시료에는 KBr(몰질량 119g)과 KNO3(몰질량 101g)만이 함유되어 있다. 이 시료를 물에 용해한 후 브롬화물을 완전히 적정하는데 0.0500M AgNO3 80.0mL가 필요하였다. 이 때 고체시료에 있는 KBr의 무게 백분율은?

  1. 44.0%
  2. 47.55%
  3. 54.1%
  4. 56.0%
(정답률: 60%)
  • 은 이온($Ag^{+}$)과 브롬화 이온($Br^{-}$)은 1:1로 반응하여 침전물을 형성하므로, 적정에 사용된 $AgNO_{3}$의 몰수가 곧 $KBr$의 몰수와 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{무게 백분율}(\%) = \frac{\text{KBr 몰수} \times \text{몰질량}}{\text{시료 전체 질량}} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{무게 백분율}(\%) = \frac{(0.0500 \times 0.0800) \times 119}{0.850} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{무게 백분율} = 56.0\%$$
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28. CaF2의 용해와 관련된 반응식에서 과량의 고체 CaF2가 남아 있는 포화된 수용액에서 Ca2+(qq)의 물농도에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 용해도의 단위는 mol/L이다.)

  1. KF를 첨가하면 몰 농도가 감소한다.
  2. HCI을 첨가하면 몰 농도가 감소한다.
  3. KCI을 첨가하면 몰 농도가 감소한다.
  4. H2O를 첨가하면 몰 농도가 증가한다.
(정답률: 76%)
  • 르 샤틀리에 원리에 따라 화학 평형 상태에 있는 계에 특정 성분을 추가하면, 그 성분을 감소시키는 방향으로 반응이 진행됩니다.
    $$CaF_{2}(s) \rightleftharpoons Ca^{2+}(aq) + 2F^{-}(aq)$$
    KF를 첨가하면 $F^{-}$ 농도가 증가하므로, 이를 감소시키기 위해 역반응이 진행되어 $Ca^{2+}$의 몰 농도는 감소하게 됩니다.
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29. 할로겐 음이온을 0.050M Ag+ 수용액으로 적정하였다. AgCl, AgBr, Agl의 용해도곱은 각각 1.8×10-10, 5.0×10-13, 8.3×10-17이다. 당량점이 가장 뚜렷하게 나타나는 경우는?

  1. 0.05M Cl-
  2. 0.10M Cl-
  3. 0.10M Br-
  4. 0.10M I-
(정답률: 51%)
  • 침전 적정에서 용해도곱($K_{sp}$) 값이 작을수록 당량점 부근에서 분석 대상 이온의 농도 변화가 매우 급격하게 일어나므로 당량점이 가장 뚜렷하게 관찰됩니다. 제시된 $AgCl$, $AgBr$, $AgI$ 중 $AgI$의 용해도곱($8.3 \times 10^{-17}$)이 가장 작으므로 $0.10M I^{-}$인 경우가 가장 뚜렷합니다.
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30. 활동도는 용액 중에서 그 화학종이 실제로 작용하는 반응능력을 말한다. 이에 비해 활동도계수는 이온들의 이상적 행동으로부터 벗어나는 정도를 나타낸다. 활동도계수에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 활동도계수는 무한히 묽은 용액에서 무한히 작아진다.
  2. 활동도계수는 공존하는 화학종의 종류보다는 용액의 이온세기에 따라 결정된다.
  3. 이온의 전하가 커지면 활동도계수가 1로부터 벗어나는 정도가 작아진다.
  4. 전하를 갖지 않는 중성분자의 활동도계수는 이온세기와는 무관하게 0이다.
(정답률: 74%)
  • 활동도계수는 용액 내 이온들의 상호작용으로 인해 이상적인 상태에서 벗어나는 정도를 나타내며, 이는 개별 화학종의 종류보다는 용액 전체의 이온세기에 의해 결정됩니다.

    오답 노트
    무한히 묽은 용액: 활동도계수는 1에 수렴함
    이온 전하: 전하가 클수록 1에서 더 크게 벗어남
    중성분자: 이온세기와 무관하게 활동도계수는 1에 가까움
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31. 황산알루미늄 용액에 여분의 염화바륨을 가하여 0.6978g의 황산바륨 침전을 얻었다. 시료용액에 녹아있는 황산알루미늄의 무게는? (단, 황산알루미늄의 화학식량은 342.23, 황산바륨의 화학식량은 233.4이다.)

  1. 0.1217g
  2. 0.3411g
  3. 0.3651g
  4. 0.4868g
(정답률: 76%)
  • 화학 반응식 $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\text{BaCl}_2 \rightleftharpoons 3\text{BaSO}_4 + 2\text{AlCl}_3$에 따라 황산알루미늄과 황산바륨의 몰비는 $1:3$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\text{질량} = \frac{\text{침전 질량}}{\text{침전 화학식량}} \times \frac{1}{3} \times \text{시료 화학식량}$
    ② [숫자 대입] $\text{질량} = \frac{0.6978}{233.4} \times \frac{1}{3} \times 342.23$
    ③ [최종 결과] $\text{질량} = 0.3411\text{ g}$
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32. 어떤 유기산 10.0g을 녹여 100mL 용액을 만들면, 이 용액에서는 유기산의 해리도는 2.50%이다. 유기산은 일양성자산이며, 유기산의 Ka가 5.00×10-4이었다면, 유기산의 화학식량은?

  1. 6.40g/mol
  2. 12.8g/mol
  3. 64.0g/mol
  4. 128g/mol
(정답률: 44%)
  • 일양성자산의 해리도와 산해리상수($\text{K}_a$) 관계식을 통해 초기 농도를 먼저 구한 뒤 화학식량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\text{K}_a(1-a)}{a^2}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{5.00 \times 10^{-4}(1-0.0250)}{0.0250^2} = 0.780\text{ M}$
    ③ [최종 결과] $\text{Fw} = \frac{10.0}{0.100 \times 0.780} = 128\text{ g/mol}$
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33. 다음의 지시약에 대한 설명에서 옳은 것만으로 나열된 것은?

  1. ㉠
  2. ㉠, ㉡
  3. ㉡, ㉢
  4. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 65%)
  • 산염기 지시약의 변색 범위는 일반적으로 $\text{p}K_a \pm 1$ 범위 내에서 결정됩니다.

    오답 노트
    산화환원 지시약의 변색 범위: $\text{E}^\circ \pm 0.059\text{ V}$ (또는 약 $0.1\text{ V}$) 정도로 매우 좁으며 $\text{E}^\circ \pm 1$은 너무 넓은 범위입니다.
    산염기 지시약의 성질: 지시약 자체가 약산 또는 약염기여야 색 변화를 통해 pH를 측정할 수 있으며, 강산이나 강염기라면 변색 범위가 형성되지 않습니다.
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34. pH 10.00인 100mL 완충용액을 만들려면 NaHCO3(FW84.01)4.00과 몇 g의 Na2CO3(FW105.99)를 섞어야 하는가?

  1. 1.32g
  2. 2.09g
  3. 2.36g
  4. 2.96g
(정답률: 51%)
  • pH 10.00은 $\text{p}K_{a2}$ 값인 10.329 근처이므로, 헨더슨-하셀바흐 식을 사용하여 $\text{NaHCO}_3$와 $\text{Na}_2\text{CO}_3$의 몰수 비를 구합니다.
    $\text{p}K_{a2} - \text{pH} = 10.329 - 10.00 = 0.329 = \log \frac{[\text{HCO}_3^-]}{[\text{CO}_3^{2-}]}$이므로, $\frac{[\text{HCO}_3^-]}{[\text{CO}_3^{2-}]} = 10^{0.329} = 2.133$ 입니다.
    $\text{NaHCO}_3$ 4.00g의 몰수는 $\frac{4.00}{84.01} = 0.04761\text{ mol}$이며, 이를 통해 $\text{Na}_2\text{CO}_3$의 몰수는 $\frac{0.04761}{2.133} = 0.0223\text{ mol}$ 임을 알 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\text{질량} = \text{몰수} \times \text{화학식량}$
    ② [숫자 대입] $\text{질량} = 0.0223 \times 105.99$
    ③ [최종 결과] $\text{질량} = 2.36\text{ g}$
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35. 진한 황산의 무게 백분율 농도는 96%이다. 진한 황산의 물농도는 얼마인가? (단, 진한 황산의 밀도는 1.84kg/L, 황산의 분자량은 98.08g/mol이다.)

  1. 9.00M
  2. 12.0M
  3. 15.0M
  4. 18.0M
(정답률: 77%)
  • 무게 백분율 농도와 밀도를 이용하여 몰농도를 구하는 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{\text{백분율} \times \text{밀도} \times 10}{\text{분자량}}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{96 \times 1.84 \times 10}{98.08}$
    ③ [최종 결과] $M = 18.0$
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36. 1몰랄(m) 농도 용액에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 용액 1000g에 그 용질 1몰이 들어있는 용액
  2. 용매 1000g에 그 용질 1몰이 들어있는 용액
  3. 용액 100g에 그 용질 1g이 들어있는 용액
  4. 용매 1000g에 그 용질 1당량이 들어있는 용액
(정답률: 82%)
  • 몰랄 농도(m)는 용매 $1\text{kg}$($1000\text{g}$) 속에 녹아 있는 용질의 몰수(mol)로 정의합니다.

    오답 노트
    용액 1000g에 용질 1몰: 몰분율이나 질량 백분율 개념과 혼동한 설명
    용질 1당량: 몰랄 농도는 당량이 아닌 몰수를 기준으로 함
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37. 양성자가 하나인 어떤 산(acid)이 있다. 수용액에서 이 산의 짝산, 짝염기의 평형상수 Ka와 Kb가 존재할 때, 그 관계식으로 옳은 것은? (단, pKω=14.00이라고 가정한다.)

  1. Ka×Kb=Kω
  2. Ka/Kb=Kω
  3. Kb/Ka=Kω
  4. Ka×Kb×Kω=1
(정답률: 91%)
  • 산의 이온화 상수( $K_a$)와 그 짝염기의 이온화 상수($$K_b$$)를 곱하면 물의 이온곱 상수($K_{\omega}$ )가 됩니다.
    $$\text{산의 해리: } HA \rightleftharpoons H^+ + A^- \implies K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]}$$
    $$\text{짝염기의 해리: } A^- + H_2O \rightleftharpoons HA + OH^- \implies K_b = \frac{[HA][OH^-]}{[A^-]}$$
    $$K_a \times K_b = [H^+][OH^-] = K_{\omega}$$
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38. Cu(s)+2Ag+⇄Cu2++2Ag(s) 반응의 평형상수 값은 약 얼마인가? (단, 이들 반응을 구성하는 반쪽반응과 표준전극전위는 다음과 같다.)

  1. 2.5×1010
  2. 2.5×1012
  3. 4.1×1015
  4. 4.1×1018
(정답률: 55%)
  • 표준 전극 전위차와 평형 상수 사이의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\log K = \frac{n E^{\circ}_{cell}}{0.0592}$
    ② [숫자 대입] $\log K = \frac{2 \times (0.799 - 0.337)}{0.0592}$
    ③ [최종 결과] $K = 4.1 \times 10^{15}$
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39. 네른스트식은 어떤 양들 사이의 관계식인가?

  1. 농도, 전위차
  2. 농도, 삼투압
  3. 온도, 평형상수
  4. 엔탈피, 엔트로피, 자유에너지
(정답률: 81%)
  • 네른스트 식은 전극의 전위가 용액의 농도(활동도)와 온도에 따라 어떻게 변화하는지를 나타내는 관계식입니다.
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40. Pbl2(s) ⇄ Pb2+(aq)+2I-(aq)과 같은 용해반응을 나타내고, Ksp는 7.9×10-9일 때 다음 평형반응의 평형상수 값은?

  1. 7.9×10-9
  2. 1/(7.9×10-9)
  3. (7.9×10-9)×1.0×10-4)
  4. 1.0×10-14)/(7.9×10-9)
(정답률: 72%)
  • 제시된 반응식 $\text{Pb(aq)} + 2\text{I(aq)} \rightleftharpoons \text{PbI}_{2}\text{(s)}$은 원래의 용해 반응식의 역반응입니다. 역반응의 평형상수는 원래 반응의 용해도곱 상수($K_{sp}$)의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $K = \frac{1}{K_{sp}}$
    ② [숫자 대입] $K = \frac{1}{7.9 \times 10^{-9}}$
    ③ [최종 결과] $K = \frac{1}{7.9 \times 10^{-9}}$
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3과목: 기기분석I

41. X선 회절법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 1912년 von Laue에 의해 발견되었다.
  2. 결정성 화합물을 편리하고 실용적으로 정성확인이 가능하다.
  3. X선 분말(powder) 회절법은 고체에 존재하는 화합물에 대한 정성적인 정보만 제공한다.
  4. X선 분말 회절법은 각 결정 물질마다 X선 회절 무늬가 톡특하다가는 사실에 기초한다.
(정답률: 78%)
  • X선 분말(powder) 회절법은 결정 물질마다 고유한 회절 무늬를 가진다는 점을 이용하여, 화합물의 정성적 정보뿐만 아니라 정량적인 정보까지 모두 제공할 수 있습니다.
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42. 기기분석 방법의 정밀도를 나타내는 성능계수 용어가 아닌 것은?

  1. 평균
  2. 평균치의 표준편차
  3. 변동계수(CV)
  4. 상대표준편차(RSD)
(정답률: 75%)
  • 정밀도는 측정값들이 얼마나 서로 밀집되어 있는지를 나타내는 척도로, 표준편차, 변동계수, 상대표준편차 등이 이에 해당합니다. 평균은 측정값의 중심 경향성을 나타내는 값일 뿐, 정밀도를 나타내는 성능계수가 아닙니다.

    오답 노트
    평균치의 표준편차, 변동계수(CV), 상대표준편차(RSD): 정밀도를 나타내는 대표적인 성능계수입니다.
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43. 다음 중 전자전이가 일어나지 않는 것은?

  1. σ-σ+
  2. π-π+
  3. n-π+
  4. σ-π+
(정답률: 62%)
  • Laporte 선택 규칙에 따라 $\sigma \rightarrow \pi^{*}$ 및 $\pi \rightarrow \sigma^{*}$ 전이는 금지되어 일어나지 않습니다.

    오답 노트
    $\sigma-\sigma^{+}$, $\pi-\pi^{+}$, $n-\pi^{+}$: 허용되는 전자 전이입니다.
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44. 아세트산(CH3COOH)의 기준진동방식의 수는?

  1. 16개
  2. 17개
  3. 18개
  4. 19개
(정답률: 76%)
  • 아세트산($CH_{3}COOH$)은 비직선형 분자이므로 기준진동방식의 수를 구하는 공식 $3N-6$을 적용합니다. 원자 수 $N$은 8개입니다.
    ① [기본 공식] $V = 3N - 6$
    ② [숫자 대입] $V = 3 \times 8 - 6$
    ③ [최종 결과] $V = 18$
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45. 1.41T의 자기장을 걸어주었을 때 수소 핵은 약 몇 MHz의 주파수에 흡수하는가? (단, 질량수가 1인 수소의 자기회전 비는 2.68×108/Tㆍs이다.)

  1. 30MHz
  2. 60MHz
  3. 100MHz
  4. 600MHz
(정답률: 59%)
  • 자기회전비와 외부 자기장을 이용하여 핵자기공명(NMR) 주파수를 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\nu = \frac{\gamma B}{2\pi}$
    ② [숫자 대입] $\nu = \frac{2.68 \times 10^{8} \times 1.41}{2 \times 3.14}$
    ③ [최종 결과] $\nu = 60\text{ MHz}$
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46. 단색화 장치의 성능을 결정하는 요소로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 복사선의 순도
  2. 근접파장 분해능력
  3. 복사선의 산란효율
  4. 스펙트럼의 띠 너비
(정답률: 55%)
  • 단색화 장치의 성능은 특정 파장의 빛을 얼마나 순수하게 분리해내는지가 핵심입니다. 따라서 복사선의 순도, 근접파장 분해능력, 집광력, 스펙트럼의 띠 너비가 주요 결정 요소가 됩니다. 복사선의 산란효율은 단색화 성능을 결정하는 직접적인 요소가 아닙니다.
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47. 적외선(IR) 흡수 분광법에서 분자의 진동은 신축과 굽힘의 기본범주로 구분된다. 다음 중 굽힘진동의 중류가 아닌 것은?

  1. 가위질(scissoring)
  2. 꼬임(twisting)
  3. 시프팅(shifting)
  4. 앞뒤 흔듦(wagging)
(정답률: 73%)
  • 분자의 굽힘진동은 결합각이 변하는 진동으로, 가위질(scissoring), 꼬임(twisting), 앞뒤 흔듦(wagging), 좌우 흔듦(rocking) 등이 있습니다. 시프팅(shifting)은 굽힘진동의 종류에 해당하지 않습니다.
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48. Fourier 변환 적외선 흡수분광기의 장점이 아닌 것은?

  1. 신호 잡음비 개선
  2. 일정한 스펙트럼
  3. 빠른 분석속도
  4. 바탕보정 불필요
(정답률: 77%)
  • Fourier 변환 적외선 흡수분광기(FT-IR)는 간섭계를 사용하여 짧은 시간 내에 모든 파장을 동시에 측정하므로 분석 속도가 빠르고, 신호 잡음비가 개선되어 정밀도가 우수하며 일정한 스펙트럼을 얻을 수 있습니다. 다만, 정확한 분석을 위해 배경 신호를 제거하는 바탕보정 과정은 반드시 필요합니다.
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49. 13C NMR의 장점이 아닌 것은?

  1. 분자의 골격에 대한 정보를 제공한다.
  2. 봉우리의 겹침이 적다.
  3. 탄소 간 동종 핵의 스핀-스핀 짝지음이 관측되지 않는다.
  4. 스핀-격자 이완시간이 길다.
(정답률: 64%)
  • $^{13}C$ NMR은 탄소 골격 정보를 제공하며, 화학적 이동 범위가 넓어 봉우리의 겹침이 적고, $^{12}C$의 스핀 양자수가 0이므로 탄소 간 동종 핵 스핀-스핀 짝지음이 관측되지 않는 장점이 있습니다. 하지만 스핀-격자 이완시간이 길어 측정 시간이 오래 걸리는 단점이 있습니다.
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50. 다음 화합물 중 가장 높은 파장의 형광을 나타내는 것은?

  1. C6H5Br
  2. C6H5F
  3. C6H6
  4. C6H5Cl
(정답률: 51%)
  • 벤젠 고리에 치환된 할로젠 원소의 원자 번호가 커질수록 전자 밀도와 분극성이 증가하여 에너지 준위 차이가 줄어들며, 결과적으로 방출되는 형광의 파장이 길어집니다. 제시된 할로젠 원소 중 브롬($Br$)의 원자 번호가 가장 크므로 $C_{6}H_{5}Br$이 가장 높은 파장의 형광을 나타냅니다.
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51. 적외선분광법에서 한 분자의 구조와 조성에서의 작은 차이는 스펙트럼에서 흡수봉우리의 분포에 영향을 준다. 분자의 성분과 구조에서 특정 기능기에 따라 고유 흡수 파장을 나타내는 영역을 무엇이라 하는가?

  1. 그룹 영역(group region)
  2. 원 적외선 영역(far IR region)
  3. 지문 영역(fingerprint region)
  4. 근 적외선 영역(near IR region)
(정답률: 81%)
  • 분자의 성분과 구조에 따라 고유한 흡수 패턴을 나타내어, 마치 사람의 지문처럼 각 화합물을 식별할 수 있게 해주는 적외선 스펙트럼의 특정 영역을 지문 영역(fingerprint region)이라고 합니다.
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52. 인광에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 계간전이를 통해서 발생
  2. 무거운 분자일수록 유리
  3. 10-4~10초 정도의 평균수명
  4. 산소와의 충돌이 감소하면 계간전이가 증가
(정답률: 57%)
  • 인광은 들뜬 일중항 상태에서 계간전이를 통해 삼중항 상태로 전이된 후 빛을 내는 현상입니다. 이때 산소 분자는 삼중항 상태의 에너지를 앗아가는 소광제 역할을 하므로, 산소와의 충돌이 많아질수록 계간전이 및 인광 효율이 감소하고, 반대로 산소와의 충돌이 감소해야 인광이 유지됩니다.

    오답 노트
    산소와의 충돌이 감소하면 계간전이가 증가: 산소는 삼중항 상태를 소광시키므로 충돌이 많을수록 계간전이 효율이 떨어집니다.
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53. 원자흡수분광법과 원자형광분광법에서 기기의 부분 장치 배열에서의 가장 큰 차이는 무엇인가?

  1. 원자흡수분광법은 광원 다음에 시료잡이가 나오고 원자형광분광법은 그 반대이다.
  2. 원자흡수분광법은 파장선택기가 광원보다 먼저 나오고 원자형광분광법은 그 반대이다.
  3. 원자흡수분광법에서는 광원과 시료잡이가 일직선상에 있지만 원자형광분광법에서는 광원과 시료잡이가 직각을 이룬다.
  4. 원자흡수분광법은 레이저 광원을 사용할 수 없으나 원자형광분광법에서는 사용 가능하다.
(정답률: 82%)
  • 원자흡수분광법은 광원에서 나온 빛이 시료를 통과하며 흡수되는 양을 측정하므로 광원과 시료잡이가 일직선상에 배치됩니다. 반면, 원자형광분광법은 시료가 흡수한 에너지를 다시 방출하는 형광을 측정해야 하므로, 산란광의 간섭을 최소화하기 위해 광원과 검출기(시료잡이 방향)를 직각으로 배치하는 것이 가장 큰 차이점입니다.
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54. 원자흡수분광법에서 휘발성이 적은 화합물 생성 등으로 인하여 화학적 방해가 발생한다. 이러한 방해를 방지하는 방법에 해당되지 않는 것은?

  1. 높은 온도의 불꽃 이용
  2. 보호제(protective agent)의 사용
  3. 해방제(releasing agent)의 사용
  4. 이온화 활성제의 사용
(정답률: 62%)
  • 화학적 방해를 방지하기 위해서는 높은 온도의 불꽃을 사용하여 화합물을 분해하거나, 보호제 또는 해방제를 사용하여 방해 물질의 영향을 차단해야 합니다.

    오답 노트
    이온화 활성제의 사용: 화학적 방해가 아닌 이온화 방해를 억제하기 위해서는 이온화 억제제를 사용해야 합니다.
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55. 밀집된 상태에 있는 다원자분자의 흡수스펙트럼에 포함되어 있는 에너지의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 몇 개의 결합전자의 에너지 상태로부터 생기는 분자의 전자에너지
  2. 들뜬 상태의 원자핵 분열과 관련된 양자에너지
  3. 원자사이의 진동수와 관련된 전체 에너지
  4. 한 분자 내의 여러 가지 회전운동과 관련된 에너지
(정답률: 61%)
  • 밀집된 상태의 다원자분자가 흡수하는 에너지는 분자의 전자에너지, 원자 사이의 진동 에너지, 분자의 회전 에너지로 구성됩니다.

    오답 노트
    들뜬 상태의 원자핵 분열과 관련된 양자에너지: 이는 핵반응과 관련된 에너지로, 일반적인 분자의 흡수스펙트럼 구성 요소가 아닙니다.
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56. 전자기 복사선 스펙트럼 영역을 나타낸 표에서 X에 해당하는 복사선은?

  1. 감마선
  2. 자외선
  3. 마이크로파
  4. X-선
(정답률: 82%)
  • 전자기 복사선 스펙트럼은 파장이 긴 순서대로 라디오파 $\rightarrow$ 마이크로파 $\rightarrow$ 적외선 $\rightarrow$가시광선 순으로 배열됩니다. 표에서 가시광선과 적외선, 라디오파 사이에 위치한 $X$는 마이크로파에 해당합니다.
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57. 자외선-가시광선(UV-Vis) 흡수분광법에서 사용되는 광원이 아닌 것은?

  1. X선관
  2. 중수소등
  3. 광-발출 다이오드
  4. 텅스텐 필라멘트등
(정답률: 68%)
  • 자외선-가시광선(UV-Vis) 흡수분광법에서는 중수소등, 텅스텐 필라멘트등, 광-발출 다이오드, 제논 아크등과 같은 광원을 사용합니다.

    오답 노트
    X선관: X선 영역의 복사선을 생성하는 광원으로 UV-Vis 영역과는 무관합니다.
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58. 유도쌍플라즈마 광원(ICP)의 특징이 아닌 것은?

  1. 원자가 빛살 진로에 머무르는 시간이 짧다.
  2. ICPMS의 광원이 될 수 있으므로 충분한 이온화가 생긴다.
  3. 광원의 온도가 높기 때문에 원소 상호간에 방해가 적다.
  4. 넓은 농도범위에 걸쳐 검정곡선이 성립한다.
(정답률: 39%)
  • 유도쌍플라즈마 광원(ICP)은 화학적으로 비활성적인 환경에서 원자화가 이루어지므로 분석물이 산화물을 형성하지 못해 원자의 수명이 길다는 특징이 있습니다. 따라서 원자가 빛살 진로에 머무르는 시간이 짧다는 설명은 틀린 내용입니다.
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59. 적외선(IR) 흡수분광법에서의 진동 짝지음에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 두 신축진동에서 두 원자가 각각 단독으로 존재할 때 신축진동사이에 센 짝지음이 일어난다.
  2. 짝지음 진동들이 각각 대략 같은 에너지를 가질 때 상호작용이 크게 일어난다.
  3. 두 개 이상의 결합에 의해 떨어져 진동할 때 상호작용은 거의 일어나지 않는다.
  4. 짝지음은 같은 대칭성 화학종에서 진동할 때 일어난다.
(정답률: 57%)
  • 신축진동 간에 센 짝지음이 일어나기 위해서는 두 진동 사이에 공통 원자가 존재해야 합니다. 원자가 각각 단독으로 존재한다면 상호작용이 일어날 수 없습니다.
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60. 한번 측정한 스펙트럼의 신호대-잡음비가 6/1이다. 신호대-잡음비를 30/1로 증가시키기 위해서는 몇 번을 측정한 스펙트럼을 평균화하여야 하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 20
  4. 25
(정답률: 81%)
  • 신호대-잡음비($S/N$)는 측정 횟수($n$)의 제곱근에 비례하여 증가하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{(S/N)_{new}}{(S/N)_{old}} = \sqrt{n}$
    ② [숫자 대입] $\frac{30}{6} = \sqrt{n}$
    ③ [최종 결과] $n = 25$
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4과목: 기기분석II

61. 초임계 유체 크로마토그래피에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 초임계 유체에서는 비휘발성 분자가 잘 용해되는 장점이 있다.
  2. 비교적 높은 온도를 사용하므로 분석물들의 회수가 어렵다.
  3. 이산화탄소가 초임계 유체로 널리 사용된다.
  4. 초임계 유체 크로마토그래피는 기체와 액체 크로마토그래피의 혼성방법이다.
(정답률: 76%)
  • 초임계 유체는 압력을 낮추면 기체 상태로 쉽게 변하기 때문에, 분석물을 매우 쉽고 효율적으로 회수할 수 있는 것이 특징입니다.
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62. 다음 중 분리분석법이 아닌 것은?

  1. 크로마토그래피
  2. 추출법
  3. 증류법
  4. 폴라로그래피
(정답률: 82%)
  • 폴라로그래피는 물질을 분리하는 방법이 아니라 전위차를 이용하여 분석하는 전해분석법에 해당합니다.

    오답 노트
    크로마토그래피, 추출법, 증류법: 대표적인 화학물질 분리방법
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63. 적하 수은 전극(dropping mercury electrode)을 사용하는 폴라로그래피(polarography)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 확산전류(diffusion current)는 농도에 비례한다.
  2. 수은이 항상 새로운 표면을 만들어 내어 재현성이 크다.
  3. 수은의 특성상 환원 반응보다 산화 반응의 연구에 유용하다.
  4. 반파 전위(half-wave potential)로부터 정성적 정보를 얻을 수 있다.
(정답률: 73%)
  • 수은은 매우 쉽게 산화되는 성질이 있기 때문에, 산화 반응보다는 환원 반응을 연구하는 데 훨씬 유용합니다.
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64. 질량 분석기로서 알 수 없는 것은?

  1. 시료물질의 원소의 조성
  2. 구성원자의 동위원소의 비
  3. 생화학 분자의 분자량
  4. 분자의 흡광계수
(정답률: 73%)
  • 질량 분석기는 시료의 원소 조성, 동위원소 비, 분자량 등을 측정하는 장비이며, 분자의 흡광계수는 분광 분석법(UV-Vis 등)을 통해 측정하는 값입니다.
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65. 막 지시전극에 사용되는 이온선택성 막의 공통적인 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이온선택성 막은 분석물질 용액에서 용해도가 거의 0 이어야 한다.
  2. 막은 작아도 약간의 전기전도도를 가져야 한다.
  3. 막속에 함유된 몇가지 화학종들은 분석물 이온과 선택적으로 결합할 수 있어야 한다.
  4. 할로겐화은과 같은 낮은 용해도를 갖는 이온성 무기화합물은 막으로 사용될 수 없다.
(정답률: 63%)
  • 이온선택성 막은 분석물과 선택적으로 반응해야 하며, 할로겐화은과 같이 용해도가 매우 낮은 이온성 무기화합물도 막으로 사용될 수 있습니다.
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66. 갈바니 전지에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기를 발생하기 위해 자발적인 화학반응을 이용한다.
  2. 산화전극(anode)은 산화가 일어나는 전극이다.
  3. 전자는 산화전극에서 생성되어 도선을 따라 환원전극으로 흐른다.
  4. 산화전극을 오른쪽에서 환원전극을 왼쪽에 표시한다.
(정답률: 79%)
  • 전지 표시법의 표준 규칙에 따라 전지는 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 산화전극 | 전해질 || 전해질 | 환원전극 순으로 표시해야 합니다.
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67. 폴리에틸렌의 등은 결정화 현상을 분석할 때 가장 알맞은 열분석법은?

  1. DTA
  2. DSC
  3. TG
  4. DMA
(정답률: 70%)
  • DSC(시차주사열량법)는 시료의 용융열과 결정화 정도를 측정하여 결정성을 분석하고, 유리전이 온도와 녹는점을 통해 물질을 정성적으로 분류하는 데 가장 적합한 열분석법입니다.
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68. 얇은 층 크로마토그래피에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 얇은 층 크로마토그래피는 제품의 순도를 판별하는 중요한 분석법으로 사용되고 있다.
  2. 전개판에 시료를 건조시킨 후 전개액에 시료가 잠기도록 해야 한다.
  3. 전개상자를 이용해 시료를 분리시킬 때 뚜껑을 닫아 전개용매 증기로 상자가 포화되도록 해야 한다.
  4. 지연인자(Rf)는 정지상의 두께, 온도, 시료의 크기에 의해 영향을 받는다.
(정답률: 66%)
  • 얇은 층 크로마토그래피(TLC)에서 시료 점적 지점이 전개액에 직접 잠기게 되면, 시료가 전개액에 녹아 씻겨 내려가 분리가 일어나지 않습니다. 따라서 시료 지점보다 낮은 위치까지만 전개액에 담가야 합니다.
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69. 기체크로마토그래피에서 기체-액체 크로마토그래피(GLC)의 물질분리의 가장 중요한 가기전(평형의 종류)은 무엇인가?

  1. 흡착
  2. 이온교환
  3. 기체와 액체 사이의 분배
  4. 서로 섞이지 않는 액체 사이의 분배
(정답률: 73%)
  • 기체-액체 크로마토그래피(GLC)는 이동상인 기체와 정지상인 액체 층 사이에서 시료 성분들이 서로 나누어 들어가는 분배 현상을 이용하여 물질을 분리합니다.
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70. 액체크로마토그래피에서 사용되는 굴절률검출기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 다른 형태의 검출기보다 비교적 감도가 좋다.
  2. 거의 모든 용질에 감응한다.
  3. 흐름의 속도에 영향을 받지 않는다.
  4. 온도에 민감하여 일정한 온도가 필수적이다.
(정답률: 46%)
  • 굴절률검출기는 시료의 농도에 따른 굴절률 변화를 측정하는 장치로, 거의 모든 용질에 반응하는 범용성이 특징이지만 감도가 매우 낮아 고농도 분석에 주로 사용됩니다.

    오답 노트
    다른 형태의 검출기보다 비교적 감도가 좋다: 감도가 낮음
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71. 전기화학분석법에서 포화칼로멜 기준전극에 대하여 전극 전위가 0.115V로 측정이 되었다. 이 전극 전위를 포화 Ag/AgCl 기준전극에 대하여 측정하면 얼마로 나타나겠는가? (단, 표준수소전극에 대한 상대전위는 포화칼로멜 기준전극=0.244V, 포화 Ag/AgCI 기준전극=0.199V이다.)

  1. 0.16V
  2. 0.18V
  3. 0.20V
  4. 0.22V
(정답률: 65%)
  • 기준전극 간의 전위 차이를 이용하여 상대 전위를 계산하는 문제입니다. 먼저 표준수소전극(SHE) 기준의 절대 전위를 구한 뒤, 이를 다시 Ag/AgCl 기준전극의 전위로 변환합니다.
    ① [기본 공식] $E_{abs} = E_{meas} + E_{ref}$
    ② [숫자 대입] $E_{abs} = 0.115 + 0.244 = 0.359$
    ③ [최종 결과] $E_{final} = 0.359 - 0.199 = 0.16$
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72. 질량분석법에서 분자의 전체 스펙트럼(full spectrum)을 알 수 있는 검출방법은?

  1. MRM 모드
  2. SCAN 모드
  3. SIM 모드
  4. SRM 모드
(정답률: 77%)
  • SCAN 모드는 설정된 질량 범위 내의 모든 이온을 순차적으로 검출하여 분자의 전체 스펙트럼(full spectrum)을 얻을 수 있는 분석 방법입니다.
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73. 전기분해 효율이 100%인 전기분해전지가 있다. 산화전극에서는 산소기체가, 환원전극에서는 구리가 석출되도록 0.5A의 일정전류를 10분 동안 흘렸다. 석출된 구리의 무게는 약 얼마인가? (단, 구리의 물질량은 63.5g/mol 이다.)

  1. 0.05g
  2. 0.10g
  3. 0.20g
  4. 0.40g
(정답률: 45%)
  • 전기분해 시 석출되는 물질의 양은 패러데이 법칙을 이용하여 계산하며, 전류와 시간, 몰질량 및 이온의 전하수를 고려합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{I \times t \times M}{F \times z}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{0.5 \times (10 \times 60) \times 63.5}{96500 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $W = 0.0987$
    따라서 석출된 구리의 무게는 약 $0.10\text{g}$ 입니다.
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74. 크로마토그래피 분석법에서 띠 넓힘에 영향을 주는 인자에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 다중통로에 의한 띠 넓힘은 분자가 충전관을 지나가는 통로가 다양하기 때문에 나타난다.
  2. 세로확산에 의한 띠 넓힘은 이동상과 정지상 사이의 평형이 매우 느릴 때 일어난다.
  3. 상 사이의 질량이동에 의한 띠 넓힘은 이동상의 속도가 증가하면 감소하는 경향이 있다.
  4. 세로확산에 의한 띠 넓힘은 이동상의 속도가 증가하면 증가하는 경향이 있다.
(정답률: 54%)
  • 다중통로에 의한 띠 넓힘은 충전관 내부의 충전물 사이로 분자가 지나가는 경로의 길이가 서로 다르기 때문에 발생합니다.

    오답 노트
    세로확산: 이동상과 정지상 사이의 평형이 빠를 때 발생하며, 이동상 속도가 증가하면 감소함
    질량이동: 이동상의 속도가 증가하면 띠 넓힘이 증가함
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75. ICP를 이용한 질량분석장치에서 space charge에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 이것이 생기면 이온의 투과율이 감소한다.
  2. 이것을 감소시키기 위하여 시료를 희석시켜 측정한다.
  3. 스펙트럼의 모양은 달리지나 질량의 편차는 거의 생기지 않는다.
  4. 매트릭스에 의한 영향으로 일반적으로 신호가 줄어든다.
(정답률: 60%)
  • Space charge 현상은 이온 간의 정전기적 반발력으로 인해 이온 빔이 퍼지는 현상으로, 이로 인해 이온의 투과율이 감소하고 신호 강도가 줄어들며, 결과적으로 질량 분석의 정밀도에 영향을 주어 질량 편차가 발생할 수 있습니다.
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76. 고분자량의 글로코오스 계열 화학물을 분리하는데 가장 적합한 크로마토그래피 방법은?

  1. 이온교환 크로마토그래피
  2. 크기별 배제 크로마토그래피
  3. 기체 크로마토그래피
  4. 분배 크로마토그래피
(정답률: 83%)
  • 고분자량의 글루코스 계열 화학물은 분자의 크기가 매우 크기 때문에, 분자 크기에 따라 분리하는 크기별 배제 크로마토그래피를 사용하는 것이 가장 적합합니다.
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77. 전기화학 반응에서 일어나는 편극의 종류에 해당하지 않는 것은?

  1. 농도편극
  2. 결정화 편극
  3. 전하이동 편극
  4. 전압강화 편극
(정답률: 54%)
  • 전기화학 반응의 편극은 전극 표면의 농도 차이로 인한 농도편극, 전하 이동 속도에 의한 전하이동 편극, 전극 표면에 생성물이 쌓이는 결정화 편극 등이 있습니다. 전압강화 편극은 편극의 종류에 해당하지 않습니다.
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78. 전기화학전지에 사용되는 염다리(salt bridge)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 염다리의 목적은 전지 전체를 통해 전기적으로 양성상태를 유지하는 데 있다.
  2. 염다리는 양쪽 끝에 반투과성의 막이 있는 이온성 매질이다.
  3. 염다리는 고농도의 KNO3를 포함하는 젤로 채워진 U자관으로 이루어져 있다.
  4. 염다리의 농도가 반쪽전지의 농도보다 크기 때문에 염다리 밖으로의 이온의 이동이 염다리 안으로의 이온의 이동보다 크다.
(정답률: 68%)
  • 염다리의 핵심 목적은 전지 내부의 전하 불균형을 해소하여 전지 전체를 전기적으로 중성 상태로 유지하는 것입니다. 따라서 양성 상태를 유지한다는 설명은 틀린 것입니다.
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79. 기체크로마토그래피에서 할로겐과 같이 전기음성도가 큰 작용기를 포함하는 분잗에 감도가 좋은 검출기는?

  1. 불꽃이온화 검출기(FID)
  2. 전자포착 검출기(ECD)
  3. 열전도도 검출기(TCD)
  4. 원자방출 검출기(AED)
(정답률: 82%)
  • 전자포착 검출기(ECD)는 전기음성도가 매우 큰 할로겐 원소 등이 전자를 잘 포착하는 성질을 이용하여 매우 높은 감도로 검출하는 장치입니다.

    오답 노트
    불꽃이온화 검출기(FID): 일반 유기화합물
    열전도도 검출기(TCD): 유·무기화합물 범용
    원자방출 검출기(AED): 특정 원소 분석
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80. 시차주사 열량법(DSC)에서 발열(exothermic) 봉우리를 나타내는 물리적 변화는?

  1. 결정화(crystallization)
  2. 승화(sublimation)
  3. 증발(vaporization)
  4. 용해(melting)
(정답률: 79%)
  • DSC 분석에서 결정화(crystallization)는 무질서한 상태에서 규칙적인 결정 구조를 형성하며 에너지를 방출하는 발열 과정입니다.

    오답 노트
    승화, 증발, 용해: 모두 에너지를 흡수하는 흡열 과정입니다.
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