화학기초
1. 같은 온도에서 용매에 녹일 수 있는 용질의 최대량을 무엇이라 하는가? 정답 : 용해도
| -용해도(溶解度)는 용질이 용매에 포화상태까지 녹을 수 있는 한도를 말하는데, 보통 용매 100g에 최대로 녹을 수 있는 용질의 양(g)을 의미한다. 온도, 용매와 용질의 종류 등에 영향을 받으며 온도가 높아질수록 고체의 용해도는 증가하고, 기체의 용해도는 감소한다. 용해도를 표시할 때는 용질, 용매의 종류, 측정한 온도를 같이 표시해야 한다. |
2. 순물질과 혼합물의 구별 방법 3가지를 서술하시오. 정답 : 끓는점, 녹는점, 용해도
-혼합물(混合物, mixture)은 둘 이상의 여러 물질이 화학 반응 없이 섞여 있는 것을 말한다.
크게 균일 혼합물, 콜로이드, 그리고 불균일 혼합물의 세 가지로 나뉜다:
-화합물(化合物, 영어: compound 또는 chemical compound)은 두 종류 이상의 화학 원소의 원자가 결합하여 만들어진 순수한 화학 물질 |
3. 동소체(allotropy)의 정의와 동소체의 확인방법에 대해 쓰시오
- 정답 : 한 개의 원소로 구성된 원소들. - 확인방법 : 연소생성물 비교
| - 동소체(同素體, Allotropy 또는 allotropism)는 '다른'을 뜻하는 고대 그리스어 ἄλλος(Allos)과 '방식, 형태'를 뜻하는 τρόπος(Tropos)의 합성어이다. 동소체는 한 종류의 원소로 이루어졌으나 그 성질이 다른 물질로 존재할 때, 이 여러 형태를 부르는 이름이다. 이는 원소 하나가 다른 여러 방식으로 결합되어 있다. |
4. 원자에 관한 법칙 중 종류와 분자에 관한 법칙 중 종류를 각각 쓰시오.
- 정답 : 분자는 보일, 샤를, 보일샤를의 법칙
원자는 1. 아보가드로 법칙 2. 질량불변의 법칙 3. 일정성분비의 법칙 4. 배수비례의 법칙
- 보일의 법칙(Boyle's law)은 용기의 부피가 감소할 때 용기 내 기체의 압력이 증가하는 경향을 나타내는 실험 법칙이다. 온도와 기체의 양이 일정한 닫힌 계 내에서 일정한 질량의 이상 기체가 가하는 절대압력은 그것이 차지하고 있는 부피에 반비례한다.
- 샤를의 법칙(영어: Charles's law)은 이상 기체의 성질에 관한 법칙이다. 온도가 올라감에 따라 기체가 어떻게 팽창하는지를 설명한다. 반대로, 온도가 내려가면 부피가 감소한다.
- 보일-샤를의 법칙은 기체의 압력 · 온도 · 부피 사이의 관계를 나타내는 기체 법칙으로, 보일의 법칙, 샤를의 법칙, 게이뤼삭의 법칙을 종합한 것이다. 이것과 아보가드로의 법칙을 종합하면 이상기체 상태방정식이 나온다
- 이상 기체 방정식 : PV=nRT (P는 압력, V는 부피, n은 몰수, T는 절대 온도)
- 아보가드로 법칙(영어: Avogadro's law)은 모든 기체는 같은 온도, 같은 압력에서 같은 부피속에 같은 개수의 입자(분자)를 포함한다는 내용이다.
질량불변의 법칙 : 물질이 화학 반응에 의해 다른 물질로 변화하여도 반응 이전 물질의 모든 질량과 반응 이후 물질의 모든 질량은 변하지 않고 항상 일정하다는 법칙
일정 성분비 법칙: 화합물을 이루고 있는 각 성분 원소 사이의 무게의 비는 일정하다는 법칙
- 배수비례의 법칙 : 두 종류의 원소가 화합하여 두 가지 이상의 화합물을 만들 때, 한 원소의 일정량과 결합하는 다른 원소의 질량비는 항상 간단한 정수비를 나타낸다는 법칙 |
5. 물의 비중이 1g/mL 이고 물의 질량이 2kg 인 경우 몇 L인지 계산하시오. - 정답 : 2L
- 계산식 : 물의 비중이 1g/mL를 Kg/L로 바꾸어 주면 1000g/1000mL가 된다.
물의 질량이 2Kg으로 주어졌으므로 대입을 하여주면 2kg/2L가 된다 |
6. 분광분석법에서는 파장을 nm단위로 사용한다. 1nm는 몇 m인가? 정답 : 10-9 m
- 국제단위계(international system of units;약칭 SI)에서 각 단위의 양의 크기를 쉽게 나타내기 위해 각 단위의 앞에 붙여 쓰는 접두어를 말한다. SI접두어는 각각 10의 거듭제곱(10n 또는 10-n)의 크기(인자)의 뜻으로 정의되어 있다. 원래는 엑사 페타 테라 기가 메가 킬로 헥토 데카 데시 센티 밀리 마이크로 나노 피코 펨토 아토 등 16가지였으나, 1991년 10월 4일에 프랑스 파리에서 열린 국제도량형총회(CGPM)에서 제타, 요타, 젭토, 욕토 4가지를 추가하기로 결의하여 모두 20가지가 되었다.
1024 요타 (yotta) Y 일자 1 000 000 000 000 000 000 000 000
1021 제타 (zetta) Z 십해 1 000 000 000 000 000 000 000
1018 엑사 (exa) E 백경 1 000 000 000 000 000 000
1015 페타 (peta) P 천조 1 000 000 000 000 000
1012 테라 (tera) T 일조 1 000 000 000 000
109 기가 (giga) G 십억 1 000 000 000
106 메가 (mega) M 백만 1 000 000
103 킬로 (kilo) k 천 1 000
102 헥토 (hecto) h 백 100
101 데카 (deca) da 십 10
100 일 1
10−1 데시 (deci) d 십분의 일 0.1
10−2 센티 (centi) c 백분의 일 0.01
10−3 밀리 (milli) m 천분의 일 0.001
10−6 마이크로 (micro) µ 백만분의 일 0.000 001
10−9 나노 (nano) n 십억분의 일 0.000 000 001
10−12 피코 (pico) p 일조분의 일 0.000 000 000 001
10−15 펨토 (femto) f 천조분의 일 0.000 000 000 000 001
10−18 아토 (atto) a 백경분의 일 0.000 000 000 000 000 001
10−21 젭토 (zepto) z 십해분의 일 0.000 000 000 000 000 000 001
10−24 욕토 (yocto) y 일자분의 일 0.000 000 000 000 000 000 000 001 |
7. 전이에너지 표시 방법 σ → σ ※ n → σ※ n → π※ π → π※
8. 다음 물질에서 산소의 산화수가 적은 순서대로 나타 내시오[ 산소 / 물 / 과산화수소 / 이산화탄소 ]
- 정답 : 산소(0) - 과산화수소(1) - 물(2) - 이산화탄소(2)
| 산화수(酸化數, oxidation number)는 하나의 물질(분자, 이온 화합물, 홑원소 물질 등) 내에서 전자의 교환이 완전히 일어났다고 가정하였을 때 물질을 이루는 특정 원자가 갖게 되는 전하수를 말하며 산화 상태(oxidation state)라고도 한다. 어떤 물질에서 원소의 산화정도를 나타내는 가상적인 전하량이므로 반드시 이온전하를 의미하지는 않는다. |
9. 질산은 4mol이 녹아있는 용액 속에서 그 중 0.2mol이 전리되었다면 전리도는 얼마인가? 정답 : 5%
- 계산식 : 전리도 = (전리된 몰수)*100/총 몰수 이므로
전리도 = 0.2*100/4 가 되므로 전리도 = 5%가 나오게된다. 정답 : 5% |
10. 보일 – 샤를 법칙이 완벽하게 적용되는 가상의 기체는 무엇인가? 정답 : 이상기체
- 보일-샤를의 법칙은 기체의 압력 · 온도 · 부피 사이의 관계를 나타내는 기체 법칙으로, 보일의 법칙, 샤를의 법칙, 게이뤼삭의 법칙을 종합한 것이다. 이것과 아보가드로의 법칙을 종합하면 이상기체 상태방정식이 나온다
- 이상 기체 방정식 : PV=nRT (P는 압력, V는 부피, n은 몰수, T는 절대 온도) |
11. 용액 1L에 녹아 있는 용질의 몰수를 무엇이라 하는가? 정답 : 몰농도(M)
| - 몰 농도(molarity 또는 Molar concentration)는 용액 1L 속에 녹아 있는 용질의 양을 몰로 나타낸 것을 말한다. 몰 농도는 화학에서 주어진 단위 체적 내에서, 용액 속의 용질의 농도 또는 분자나 이온 그리고 원자 종의 농도의 척도가 된다. 그러나, 가끔 열역학 측면에서 몰농도의 사용은 아주 알맞은 것은 아니다. 왜냐하면 대부분의 용액의 부피는 온도 때문에 열팽창의 영향을 어느 정도 받기 때문이다. 이 문제는 흔히 온도 보정 인자를 도입하거나, 또는 몰랄 농도(molality)와 같은 온도와 무관한 척도를 사용함으로써 해결한다 |
12. S/N에서 S와 N이 의미하는 것은 무엇인가?
- 정답 : S : 신호(Signal), N : 잡음(Noise)
13. NaCl 용액 100g에 NaCl 20g이 들어있다. 이 때 중량 백분율(w%)은?
- 정답 : 20%
중량 백분율 = 용질 * 100 / (용매+용질) 이다,
중량 백분율 = 20 * 100 / 100 이 되므로 중량 백분율은 20%가 나오게 된다.
- 중량백분율 : 전체시료의 무게에서 알고자하는 성분의 무게가 차지하는 비율을 백분율로 나타낸 값.
- 질량백분율(mass fraction, mass percent)은 혼합물 내의 물질의 총 질량 대비 물질의 질량이다 |
14. 1M HCl 용액으로 0.1M HCl 500mL를 만들려고 한다. 이 때 0.1M HCl 몇 mL가 필요한지 계산하시오.
- 정답 : 7.3mL
- 계산식 : HCL 용액 1M = 36.5/1000mL 이다.
HCl용액 0.1M의 분자량은 3.65이고 기준이 1000mL이므로 2를 곱하여 주면 7.3이 나오게된다 |
15. 1L의 수용액 중에 수산화나트륨 20g이 용해되어 있다. 노르말 농도(N)을 계산하시오.
- 정답 : 0.5N
| 노르말 농도(Normality)는 한 용액에서 다양한 이온 농도들간의 차이를 설명해준다. 예를 들어, MgCl2 와 같은 염의 경우, 여기에는 Mg2+의 총 몰 수 당 Cl- 은 두배의 몰 수가 있어서, Cl- 의 농도는 2 N 이라고 한다(투 노멀). 더 나아간 예들이 아래에 있다. 노르말농도는 어떤 용액에서 용질의 농도를 말하기도 한다. 한 용액의 노르말농도는 그 용액 1 리터당 용질 당량 무게의 수를 말한다. 노르말농도의 정의는 계획된 정확한 반응에 의한다. |
16. N2 + 3H2 → 2NH3 엔탈피의 변화는 –239 KJ/mol 이다. 위의 반응에서 정반응이 일어나게 하는 조건에 대해서 물음에 답하시오.
① 압력을 ( ) 킨다. ② 온도를 ( 증가 )시킨다. 질소를 ( )시킨다. ④ 암모니아를 ( )시킨다.
* 고체 물질이 액체 용매에 녹는 과정은 흡열 과정이고, 엔트로피가 증가하는 방향이고,
기체가 액체 용매에 녹는 과정은 발열 과정이고, 엔트로피가 감소하는 과정 |
17. 공장 건물의 높이가 10층이며, 암모니아 누출사고가 5층에서 발생했을 때, 공장 건물 내 사람들이 어디로 대피해야 하는지 보기에서 고르고, 그 이유를 밀도와 관련하여 쓰시오.
① 5층보다 (높/낮)은 곳으로 대피한다 ②이유 : 밀도는 0.771 g/L,(공기의 0.5971배에 해당)
- 암모니아(영어: ammonia)는 질소와 수소로 이루어진 화합물이며 분자식은 NH3이다.
상온에서는 특유의 자극적인 냄새가 나는 무색의 기체 상태로 존재하고있다. 대기 중에도 소량에 양이 포함되어 있으며, 천연수에 미량 함유되어 있기도 하다. 밀도는 0.771 g/L이며, 이는 공기의 0.5971배에 해당한다. 상온에서도 압축시키면 비교적 간단하게 액화시킬 수 있다. |
18. 일정한 온도에서 일정 부피의 액체 용매에 녹는 기체 질량, 즉 용해도는 용매와 평형을 이루고 있는 그 기체의 부분압력에 비례한다는 법칙은 무엇인지 쓰시오. 정답 : 헨리의 법칙
| - 기체의 용해도는 압력에도 영향을 받는다. 낮은 압력에서 용매에 대한 용해도가 크지 않은 기체는 그 기체의 용해도가 그 기체의 부분압력에 비례한다 |
19. 다음은 열역학 제 3법칙에 대한 설명이다. 빈칸에 들어갈 말을 쓰시오.
[ 어떠한 이상적인 방법으로도 어떤 계를 절대 영도(섭씨－273.15℃ )에 이르게 할 수 없다. ]
- 열역학 법칙은 열역학적 과정에서 열과 일에 관한 법칙이다.
열역학 법칙은 물리학뿐만 아니라 다른 열역학을 이용하는 과학에서 매우 중요하게 다루어 진다. 열역학에서 열역학적 계를 구성하기 위한 기본적인 물리적 양을 정의하는데 있어 네 가지의 법칙이 있다. (열역학 제 0법칙, 열역학 제 1법칙, 열역학 제 2법칙, 열역학 제 3법칙)
- 이상기체(理想氣體, ideal gas)는 탄성 충돌 이외의 다른 상호작용을 하지 않는 점입자로 이루어진 기체 모형이다. 이상적인 온도와 압력에서 많은 실제 기체들은 이상 기체로 근사할 수 있으며, 높은 온도와 낮은 압력일 수록 이상 기체에 더 근사하게 된다.
- 이상 기체 방정식 : PV=nRT (P는 압력, V는 부피, n은 몰수, T는 절대 온도) |
20. 유기 화합물은 작용기에 따라 독특한 성질을 나타낸다. 분자중의 작용기를 표시하여 화학적 성질을 알기 쉽게 나타내는 식을 무엇이라 하는가? (예, CH3COOH) 정답 : 화학식
| - 화학식(化學式, 영어: chemical formula)은 특정한 화합물을 구성하고 있는 원자, 그리고 구성 원자들의 화학 반응에서 상호관계를 나타내는 방법 중 하나이다. 분자에 대해서는 분자식(分子式, 영어: molecular formula)이라고도 한다. 분자식은 구성 원소를 원소 기호를 이용하여 나타내고, 또한 한 분자에 각각의 원소에 해당하는 원자가 몇 개씩 존재하는지를 표시해 준다. 분자가 특정 원소에 해당하는 원자를 두 개 이상 포함하고 있을 경우 원자의 수를 원소 기호 뒤에 아래첨자로 표기한다. 이온성 화합물이나 비분자성 화합물의 경우 아래첨자는 실험식에서 원소의 존재 비율을 뜻한다. |
21. 다음 반응식의 빈칸을 채우시오. [ NaH + H2O → ( ① ) + ( ② ) ] 정답 : ① NaOH ② H2
| - 나트륨은 알칼리 금속이므로 물과 반응시 수소가 나오게된다. |
22. 벤젠 1몰을 산소와 반응시킬 때 발생하는 이산화탄소의 부피를 계산하시오. - 정답 : 22.4*6= 134.4
| - 계산식 : C6H6 + 7.5O2 -> 6CO2 + 3H2O |
23. 흡광도 0.3, 길이 1, 농도 5 → 몰 흡광계수 구하기
– 정답 : 0.06
| - 계산식 : 흡광도 = 몰흡광계수*몰농도*시료용기길이0.3 = X * 5 * 1 이 되므로 X = 0.06 |
24. 수질 중금속 성분 분석, 식품 무기질 성분 분석할 때 쓰이는 분석기기
- 정답 : 이온 크로마토그래피
- 이온 교환 크로마토그래피는 물질의 전하 차이를 이용한 이온 교환 매커니즘에 기반하는 크로마토그래피 기법이다. 이온 교환 크로마토 그래피는 주로 전하를 띠지 않는 정지상을 사용하며, 주로 전하를 띠는 양이온, 음이온, 아미노산, 펩타이드, 단백질을 분리하는데 사용한다. 정지상의 전하와 반대 전하를 띠는 물질이 더 늦게 용출된다는 원리를 사용한다. 단백질을 정제하기 위한 방법 중 하나로 널리 사용되고 있다.
- 크로마토그래피(영어: Chromatography)는 혼합물을 분리하는 실험적인 기법 중 하나이다.
크로마토그래피는 고정상과 이동상을 이용하여 여러 가지 물질들이 섞여 있는 혼합물을 이동속도 차이에 따라 분리하는 방법이다. 예를 들어 사인펜 잉크를 분리하는데 있어 사용이 되는 분필, 거름종이 등의 물질이 고정상이다. 이러한 고정상 위를 물 입자들이 이동을 하게 되는데 이때 물을 이동상이라고 본다. 이러한 이동상 속에 다양한 색소의 입자들이 각자의 속도에 맞게 이동을 하는데 이러한 이동 속도 차이에 의해 혼합물인 잉크가 분리되게 되는 것이다. |
25. 유리의 원료이며, 조미료,비누,의약품 등 화학 공업의 원료로 사용되는 무기화합물로 분자량이 약 106인 물질은?
- 정 답 : 정답 : Na2CO3(탄산나트륨)
26. 고체의 물질에 소량의 불순물이 있을 때 두 물질을 모두 녹일 수 있는 용매를 사용하여 녹인 후 용해도 차이에 따라 분리하는 방법을 쓰시오. 정답 : 재결정
| - 재결정(再結晶)은 경화된 재료를 가열하면 연화되기 전에 먼저 내부응력이 제거되고, 더욱더 가열하게 되면 내부 응력이 없는 새로운 결정핵이 결정 경계에 생기게 된다. 재료 내부에 새로운 결정이 발생하고, 성장하여 전체가 새 결정으로 바뀌는 현상을 재결정이라 한다. |
27. 자일렌 화학식 3가지 (분자식, 구조식, 시성식, 실험식 중 3가지 작성)
- 화학식(化學式, chemical formula)은 특정한 화합물을 구성하고 있는 원자, 그리고 구성 원자들의 화학 반응에서 상호관계를 나타내는 방법 중 하나이다. 분자에 대해서는 분자식(分子式, molecular formula)이라고도 한다. 분자식은 구성 원소를 원소 기호를 이용하여 나타내고, 또한 한 분자에 각각의 원소에 해당하는 원자가 몇 개씩 존재하는지를 표시해 준다. 분자가 특정 원소에 해당하는 원자를 두 개 이상 포함하고 있을 경우 원자의 수를 원소 기호 뒤에 아래첨자로 표기한다. 이온성 화합물이나 비분자성 화합물의 경우 아래첨자는 실험식에서 원소의 존재 비율을 뜻한다.
- 구조식(영어: structural formula, 構造式)은 분자 구조(구조화학에 의해 결정됨)를 그래픽으로 표현한 것으로, 3차원 공간에서 원자가 어떻게 배열되는지를 보여준다. 분자의 화학 결합도 분명하게 하거나 내포하여 표시한다. 한정된 수의 기호를 갖고 제한된 서술만을 할 수 있는 분자식과는 달리, 구조식은 보다 완벽한 분자 구조의 기하학적 정보를 제공한다. 예를 들어, 분자식은 같지만 원자의 구조나 배열이 다른 이성질체를 정확히 표현할 수 있다.
시성식(示性式,rational formula 또는 Condensed formula)은 화학에서 화합물의 성질을 밝히기 위하여, 분자 내의 화학적 특성을 지배하는 원자단을 쉽게 알 수 있도록 나타낸 화학식이다. 분자 속에 있는 기(基)의 종류, 수, 결합의 순서 따위를 나타낸다. 예를 들면, 알코올의 분자식 C2H6O의 시성식은 C2H5OH이다.
실험식(empirical formula, 實驗式)은 화합물에 존재하는 원소의 비율을 표시하는 화학식이다. 실험식은 CaCl2와 같이 이온 화합물의 화학식, SiO2와 같은 거대 분자와 같이 분자를 정의하기 어려운 경우나, 이온결정과 같이 명확한 경계가 없는 물질을 나타낼때 주로 쓰인다. 실험식은 분자에 포함된 원자수를 가장 간단한 정수비로 나타낸다.이와 같은 실험식은 구성원자의 개수를 정확하게 알 수 없다는 단점이 있다. 즉, 분자식 CH2O 와 C6H12O6의 실험식은 CH2O로 같다. 또한 역으로 실험식n=분자식이 된다 |
27. MSDS 표지
농도 계산
NV = N’V’ - 묽히기 전/후 용액에 들어있는 용질의 mol수는 같다
MV = M’V’,- 진한 용액 일정량에다 용매를 가해서 묽은 용액을 만들 때, 즉 용액을 묽힐 때, 묽히기 전/후 용액에 들어있는 용질의 양은 변함없다(즉, 일정하다)
[농도 × 부피 = (mol/L) × L = mol] 이기 때문에,
진한 용액 속의 용질의 몰수 = 묽은 용액 속의 용질의 몰수]
( 여기서 M는 각각 용액의 농도, V는 용액의 양을 대표하는 기호입니다. )
( 따라서 몰농도 대신 노르말농도 또는 퍼센트농도를, 부피 대신 질량을 대입해도 성립합니다. ) |
1. 표준용액 1000ppm, 검량선으로부터 구한 미지시료의 농도 60ppm 일 때 희석 배수치
- 정 답 : 16.667배 1000 ÷ 60 = 16.667배
| - 계산식 : 1000 ÷ 60 = 16.667배 |
2. 2M의 용액을 조제하기 위해서 100mg의 Na2C2O4(분자량 134)를 몇mL 용액에 용해시켜야 하는가?
- 정 답 : 373.13mL
| - 계산식 : Na2C2O4 2M : 134*2g/1000mg 100g을 2M의 용액으로 조제하기 위해서는 비례식을 이용하여 풀어준다. 264:1000 = 100:x 264x=100000 식을 풀어주면 ► X=373.1mL |
3. 2M의 용액을 조제하기 위해서 100g의 K2Cr2O7(분자량 = 294)를 몇 mL에 용해시켜야 하는가?
- 정 답 : 167.25mL
| - 계산식 : 2M의 K2Cr2O7 = 294*2/1000ml 100g을 2M의 용액으로 조제하기 위해서는 비례식을 이용하여 풀어준 후 588:1000 = 100:x 588x=100000 식을 풀어주면 ► X=167.25가 나오게된다. |
4. 표준용액 농도가 1000ppm, 검량선으로부터 구한 미지 시료의 농도가 30ppm 일 때 희석배수치
- 정 답 : 33.334배 1000 ÷ 30 = 33.334배
| - 계산식 : 1000 ÷ 30 = 33.334배 ►1000(표준용액 농도)/30(미지 시료 농도) |
5. 2N – HCl 60mL에 3N – HCl 40mL를 혼합한 혼합액의 당량 농도는?
- 정 답 : 2.4N
| - 계산식 : (2*60)+(3*40)/60+40 = 2.4가 나오게 된다 |
6. 어떤 용기에 20도씨 2기압의 산소 8g이 들어있을 때, 부피(L)는 얼마인가?
- 정 답 : 3L
- 계산식 : PV=WRT/M를 이용하여 식을 세워준다 부피를 구하기 위해서는 V= WRT/PM을 이용하여
V= 8(산소의 질량)*0.08205(기체상수)*(273+20)(온도)/2(기압)*32(산소의 분자량) ► V=3 |
7. 반감기가 5년인 방사성 원소 2g이 10년이 경과했을 때 몇 g이 되겠는가?
- 정 답 : 0.5g
- 계산식 : 반감기가 한번 시작하면 원소의 질량이 반절로 줄어든다
반감기가 5년이면 10년이 경과하면 질량이 1/4로 줄어드므로 ► 2/4 = 0.5 |
8. 10ppm 용액 500mL를 만들려면 1000ppm 원액 몇 mL를 취해야 하는가?
- 정 답 : 50,000 mL
| - 계산식 : 1000ppm * x mL = 10ppm * 500 mL이므로 |
9. 1N – NaOH 용액 5L를 만드는데 필요한 NaOH의 질량은?
- 정 답 : 200g
| - 계산식 : NaOH용액은 1가의 용액이므로 1노르말 농도를 계산하여주면 수산화 나트륨의 1노르말 농도는 40g/1000mL이다. 비례식을 이용하여 풀어주면 40:1000 = x:5000 1000x = 20000 ► X=200 |
10. 20도씨에서 포화 소금물 60g속에 소금10g이 녹아있다면 이 용액의 용해도는 얼마인가?
- 정 답 : 20%
- 계산식 : 이미 녹아 있는 상태이므로 용매의 g은 용매 무게 = 포화소금물 무게 – 소금 무게
물 50g에 소금 10g이 녹아있는 상태이므로 용해를 계산하여 주면(용해도는 용매 100g 기준으로 한다.)
10:50 = x:100 ► x=20 |
11. 5ppm 용액 300mL를 만들려면 10ppm용액 몇 mL를 채취하여야 하는가?
- 정 답 : 600mL
| - 계산식 : 비례식을 이용하여 풀어주면 5:300 = 10:x 5x = 3000 , x=600 |
12. 건조 공기속에서 네온은 0.0018%를 차지한다. 몇 ppm인가?
- 정 답 : 18ppm
- 계산식 : ppm = 1,000,000 이므로 네온 0.0018%의 ppm을 구하여주면
0.0018*1000000/100 = 18ppm |
13. 수은 기압계에서 수은 기둥의 높이가 380mm였다, 이것은 약 몇 atm 인가?
- 정 답 : 0.5atm
| - 계산식 : 대기압 1atm= 수은기둥 760mm이다 비례식을 이용하여주면 1:760 = x:380 760x = 380 , X=0.5 |
14. 일정한 온도에서 1atm의 이산화탄소 1L와 2atm의 질소 2L를 밀폐된 용기에 넣었더니 전체 압력이 2atm이 되었다. 이 용기의 부피(L)는 얼마인가
- 정 답 : 2.5L
| - 계산식 : (1*1)+(2*2)/x = 2 5/x = 2 , x=2.5가 나오게 된다. |
15. 미지농도의 염산 용액 100mL를 중화하는데 0.2N NaOH 용액 250mL가 소모되었다. 염산 용액의 농도는 얼마인가?
- 정 답 : 0.5N
| - 계산식 : 100*x = 0.2*250 , 100x = 50 x = 0.5 |
16. 0.1 NaOH 0.5L와 0.2M HCl 0.5L를 혼합한 용액의 몰농도(M)는 얼마인가?
- 정 답 : 0.6M
| - 계산식 : (0.1*0.5)+(0.2*0.5)/1L = 0.6 |
17. 0.205M의 Ba(OH)2 용액이 있다. 이용액의 몰랄 농도를 구하시오 (단, Ba(OH)2의 분자량은 171.34 이다.)
- 정 답 : 0.205M
18. 표준용액의 농도가 1000ppm이고, 검량선으로부터 구한 미지시료의 농도가 30ppm일 때 희석배수치를 구하시오
- 정 답 : 33.334배 1000 ÷ 30 = 33.334배
| - 계산식 : 1000 ÷ 30 = 33.334배 |
19. 2M NaOH 용액 100mL 속에 있는 수산화 나트륨의 무게(g)는 얼마인가?
- 정 답 : 8g
- 계산식 : 수산화 나트륨 2M = 80g/1000mL 비례식을 활용하여 풀어주면 80 : 1000 = x : 100
1000x = 8000 , x=8 |
20. 황산 98g, 부피 500ml 노르말 농도 구하기
- 정 답 : 4N
- 계산식 : 황산은 2가이기 때문에 1N = 49g/1000ml 이 된다.
황산 98g 부피 500ml는 98g/500ml가 되므로 1000ml가 기준이므로 1000ml로 만들어주면
196g이 나오게 된다. 노르말 농도를 구하기 위해 식을 세워 풀어주면 196 / 49 = 4가 나오게된다. |
21. 염화나트륨 10g을 물 100mL에 용해한 액의 중량 농도는?
- 정 답 : 9.09%
| - 계산식 : 중량 농도 = (용질/ 용매+용질) * 100 10*100/(10+100) = 9.09 |
22. 순황산 9.8g을 물에 녹여 250mL로 만든 용액은 몇 노르말 농도인가? (단, 황산의 분자량 = 98)
- 정 답 : 0.8N
- 계산식 : 황산은 2가이기 때문에 1N = 49g/1000g 이 된다. 비례식을 이용하면 49 : 1000 = 1 , 9.8 : 250 = X
9.8g은 0.2N이고 1000g이 기준이기 때문에 4를 곱하여 주면 0.8N이 나온다 |
23. 10ppm 용액 500mL를 만들려면 1000ppm 원액 몇 mL를 취해야 하는가?
- 정 답 : 50,000g
| - 계산식 : 10:500 = 1000:x 비례식을 이용하여 풀어주면 10x=500000 , X=50000 |
24. 1N – NaOH 용액 5L를 만드는데 필요한 NaOH의 질량(g)은?
- 정 답 : 200g
- 계산식 : NaOH용액은 1가의 용액이므로 1노르말 농도를 계산하여주면
수산화 나트륨의 1노르말 농도는 40g/1000mL이다 40 ; 1000 = x ; 5000 정답 : 200g |
25. 흡광도 0.3, 길이 1, 농도 5 → 몰 흡광계수 구하기
– 정답 : 0.06
| - 계산식 : 흡광도 = 몰흡광계수*몰농도*시료용기길이 0.3 = X * 5 * 1 이 되므로 X = 0.06 |
26. 47도씨, 4기압에서 8L의 부피를 가진 산소를 27도씨, 2기압으로 낮추었다. 이 때 산소의 부피는?
- 정 답 : 15L
- 계산식 : 보일-샤를의 법칙을 이용하여주면 압력*부피/온도 = 바뀐압력*바뀐부피/바뀐온도
4*8/(273+47) = 2*x/(273+27) 0.1 = 0.0067x |
27. 용액의 두께가 10cm, 농도가 5mol/L 이며 흡광도가 0.2면 몰흡광도계수(L/mol*cm)는?
- 정 답 : 4^-3
- 계산식 : 흡광도 = 몰흡광계수*몰농도*시료용기길이
위 식을 이용하여 주면 0.2 = x*10*5 50x=0.2 |
28. 1N – NaOH 용액 250mL를 제조하려고 한다. 이 때 필요한 NaOH의 양은 얼마인가?
- 정 답 : 200g
- 계산식 : NaOH용액은 1가의 용액이므로 1노르말 농도를 계산하여주면
수산화 나트륨의 1노르말 농도는 40g/1000mL이다 40 : 1000 = x : 250 |
29. 0.4g의 NaOH를 물에 녹여 1L의 용액을 만들었을 때, 이 용액의 몰 농도는 얼마인가?
- 정 답 : 0.01M
| - 계산식 : NaOH용액의 1M = 40g/L 수산화나트륨이 1M의 0.01배가 들어있으므로 |
30. 분광광도계 실험에서 과망간산칼륨 시료 1000ppm을 40ppm으로 희석시키려면 100mL 플라스크에 시료 몇 mL를 넣고 표선까지 물을 채워야 하는가?
- 정 답 : 4 mL
| - 계산식 : 40 * 1000 = X * 100 , 1000 X = 4,000, X = 4 |
31. pH가 4인 용액의 농도는 pH가 6인 용액 농도의 몇 배에 해당하는가?
- 정 답 : 100배
32. 순황산 9.8g을 물에 녹여 250mL를 만든 용액은 몇 노르말 농도인가?
- 정 답 : 0.8N -
- 계산식 : 황산은 2가이기 때문에 1N = 49g/1000g 이 된다. 비례식을 이용하면 49 : 1000 = 1 , 9.8 : 250 = X
9.8g은 0.2N이고 1000g이 기준이기 때문에 4를 곱하여 주면 0.8N이 나온다 |
33. 1M HCl 용액으로 0.1M HCl 500mL를 만들려고 한다. 이 때 0.1M HCl 몇 mL가 필요한지 계산하시오.
| - 계산식 : HCL 용액 1M = 36.5/1000mL. HCl용액 0.1M의 분자량은 3.65이고 기준이 1000mL이므로 2를 곱하여 주면 7.3이 나오게된다 |
- 정답 : 7.3mL 34. 분광광도계 흡광도가 0.300 시료의 몰 흡광도 계수가 0.02L/mol*cm, 광도의 길이가 1.2cm라면 시료의 농도(mol/L)는? - 정 답 : 12.5
- 계산식 : 흡광도 = 몰흡광계수*몰농도*시료용기길이 의 식을 이용하여 풀어주면
0.300 = 0.02 * X * 1.2 , X = 12.5가 나오게된다 |
35. 수소 분자 6.02*10^23개의 질량은 몇 g인가?
- 정 답 : 1g
| - 계산식 : 분자 1M의 아보가르드 수는 6.02*10^23개인데 수소 분자가 6.02*10^23개가 들어있으니 수소 1M이 들어있는 것이다 수소 분자 1M의 질량은 H = 1g |
36. 분광 분석법에서는 파장을 nm단위로 사용한다. 1nm는 몇 m인가?
- 정답 : 10-9 m
37. 글리세린 20도씨에서 점도를 측정했더니 2300cP 였다, 동점도(v)로는 약 몇 stroke인가?
- 정 답 :
38. 11.1cm * 2.0cm를 유효 숫자로 고려하여 계산하시오.
- 정 답 : 22.2
| - 계산식 : 11.1 * 2.0 = 22.20이 나오게 되는데 유효 숫자를 고려하여 계산을 해주면 22.2가 나오게된다. |
39. 0.01M NaOH의 pH는 얼마인가?
- 정 답 : pH12
- 계산식 : 수산화 나트륨은 염기성으로 POH=10^2이므로 POH=2가 나온다
PH = 14 – POH이므로 PH는 12가 나오게된다 |
40. NaOH 20g을 1L에 넣을 때 노르말 농도를 계산하시오.
- 정 답 : 0.5N
- 계산식 : NaOH용액은 1가의 용액이므로 1노르말 농도를 계산하여주면
수산화 나트륨의 1노르말 농도는 40g/1000mL이다
1L에 20g이 들어있으므로 1노르말의 반절에 해당하는 0.5N이 된다 |
41. 중크롬산칼륨 표준용액 1000ppm으로 10ppm의 시료용액 100mL를 제조하고자 한다. 필요한 표준 용액의 양은?
- 정 답 : 10,000 mL
| - 계산식 : 10 * 100 = 10,000 * X, 10 X = 100,000, X = 10,000 |
42. 어떤 용기에 20도씨, 2기압의 산소 8g이 들어있을 때 부피(L)는 얼마인가?
- 정 답 :
- 계산식 : PV=WRT/M를 이용하여 식을 세워준다. 부피를 구하기 위해서는 V= WRT/PM을 이용하여
V= 8(산소의 질량)*0.08205(기체상수)*(273+20)(온도)/2(기압)*32(산소의 분자량) V=3 |
43. 표준 용액의 농도가 1000ppm이고, 검량선으로부터 구한 미지시료의 농도가 20ppm일 때 희석 배수치를 계산하시오.
- 정 답 : 50배
| - 계산식 : 1000(표준용액 농도)/20(미지 시료 농도) = 50 |
44. 벤젠의 공기 비중이 얼마인지 쓰시오. (단, 공기의 구성성분은 79%, 산소21%)
- 정 답 : 371.43
- 계산식 : 공기 비중 = (분자량)/산소의 함유량 이다. 벤젠(C6H6)의 분자량은 78이므로 식에 넣어 풀어주면
공기 비중 = 78/0.21 이 되므로 공기비중은 371.43이 나오게된다. |
45. 표준 용액의 농도가 1000ppm이고, 검량선으로부터 구한 미지시료의 농도가 10ppm일 때, 희석배수치
- 정 답 : 100
46. 1000ppm의 농도를 가지는 물질의 몰 농도를 계산하시오. (단, 물질은 158.034 g/mol의 값을 가진다.)
- 정 답 :
47. 6M 50ml HCl과 6N 150ml HCl 혼합 후 노르말 농도를 구하시오
- 정 답 : 6N
| - 계산식 : (6*50)+(6*150)/(50+150) = 6 |
48. 1M HCl 용액으로 0.1M HCl 500mL를 만들려고 한다. 이 때 0.1M HCl 몇 mL가 필요한지 계산하시오.
- 정답 : 7.3mL
| - 계산식 : HCL 용액 1M = 36.5/1000mL 이다. HCl용액 0.1M의 분자량은 3.65이고 기준이 1000mL이므로 2를 곱하여 주면 7.3이 나오게된다 |
49. 27도씨인 수소 4L를 압력을 일정하게 유지하면서, 부피를 2L로 줄이려면 온도를 얼마로 해야하는가?
- 보일-샤를의 법칙을 이용하여주면
압력*부피/온도 = 바뀐압력*바뀐부피/바뀐온도
압력을 일정하게 유지하여 주니 압력을 뺀 후 식을 세워주면
4/(273+27) = 2/(273+X) 값을 구하여 주면 X = -123 이 나오게 된다
정답 : -123도 |
50. 황산 98g, 부피 500ml 노르말 농도 구하기
황산은 2가이기 때문에 1N = 49g/1000ml 이 된다.
황산 98g 부피 500ml는 98g/500ml가 되므로 1000ml가 기준이므로 1000ml로 만들어주면
196g이 나오게 된다. 노르말 농도를 구하기 위해 식을 세워 풀어주면
196 / 49 = 4가 나오게된다.
정답 : 4N |
51. 수산화나트륨 20g을 물 4도씨 200ml에 녹였을 때 중량퍼센트를 구하시오.
중량 백분율 = 용질 * 100 / (용매+용질) 이다,
중량 백분율 = 20 * 100 / (200+20) 이 되므로 중량 백분율은 9.09wt%가 나오게 된다.
정답 : 9.09wt% |
52. 다음 반응식의 빈칸을 채우시오.[ NaH + H2O → ( ① ) + ( ② ) ]
| - 나트륨은 알칼리 금속이므로 물과 반응시 수소가 나오게된다. 정답 : 1.NaOH 2.H2 |
53. 벤젠 1몰을 산소와 반응시킬 때 발생하는 이산화탄소의 부피를 계산하시오.
| - C6H6 + 7.5O2 -> 6CO2 + 3H2O 정답 : 22.4*6= 134.4 |
빛의 특성 및 파장, 전자와 빛
1. 전자가 낮은 에너지 상태에서 높은 에너지 상태로 변화할 때 흡수된 에너지는
정답 : 여기 에너지
| [ 여기상태 = 들뜬상태, 저기상태 = 바닥상태 ] |
| - 여기에너지: 분자가 자외선과 가시광선 영역의 광에너지를 흡수할 때 전자가 낮은 에너지 상태에서 높은 에너지 상태로 변화하게 될 때 흡수된 에너지 |
2. 시료가 통과한 빛의 양을 전기적 에너지로 바꾸는 장치 3가지를 쓰시오.
정답 : 광전관배관, 광다이오드, 광다이오드어레이
- 광증배관 : 광전음극과 출력전극과의 사이에, 하나 흑은 그 이상의 다이노드를 갖는 광전관 〈참조어〉 증폭기, 광전음극, 광전자 증배관(photomultipler tube, photomultipler)
- 광다이오드는 광전 효과를 이용한 것으로, 띠틈보다 큰 에너지를 갖는 광자가 광다이오드에 입사되면 접합면에서 양공과 전자 쌍이 생성된다
- 광다이오드 어레이 : 다수의 광 다이오드(photodiode)를 규칙적으로 배치하여 만든 것. 전하 결합 소자(CCD) 또는 시모스 이미지 센서(CIS: CMOS image sensor)와 같은 이미지 센서 등에서 광전 변환에 사용된다 |
3. 파장 500nm의 주파의 길이를 계산하시오.
정답 : 6^14/s
4. 두 빛의 색이 만나서 하나의 빛이 되게 하는 장치를 무엇이라 하는가. 정답 : 모노크로미터(단색화장치)
| - 모노크로미터(단색화장치) : 단색광을 빼내는 장치. 간단한 것은 단색필터를 사용한다. 일반적으로는 슬리트를 통한 광을 프리즘 또는 회절격자로 분산하여 다시 슬리트를 통하여 단색광을 빼낸다. |
5. 음파가 초당 진동하는 횟수를 무엇이라 하는가? 정답 : 초음파
| ▶ 물체가 같은 곳을 일정한 시간 동안 왕복하는 운동인데, 이러한 운동 현상을 진동이라고 한다. 물체가 진동할 때 소리가 나며, 1초 동안에 진동하는 수를 진동수라 하고, Hz(헤르츠) 단위를 쓴다. |
6. 금속에 빛을 조사하면 빛이 에너지를 흡수하여 금속중의 자유전자가 금속표면에 방출되는 성질을 무엇이라 하는가? 정답 : 광전효과
- 광전효과 : 금속에 빛을 쪼일 때 전자가 튀어나오는 현상을 말한다. 1887년 헤르츠는 빛을 쬔 금속에 방전현상이 최저전압을 변화시키는 것을 발견했다. 1900년 레나르트는 빛을 쬘 때 나오는 전하들의 일반성을 보였다.
금속에서 나온 전자로 생긴 전류는 빛의 세기에 비례하고 최대 운동에너지는 진동수에 의존한다는 것이 밝혀져 고전물리학으로 설명되지 않던 빛과 물질 사이의 상호작용을 시사했다. 아인슈타인은 광자가 물질을 투과할 때 원자와 충돌할 것이라고 가정하고 운동에너지를 함수로 표현하였다. |
7. 파장이 500nm인 초록색 빛의 진동수를 구하시오. 정답:
- 파장이 4,000~7,000 옹스트롬의 가시광선을 나타내며, 시신경을 자극하여 사물을 알아볼 수 있게 한다. 넓은 의미로의 빛은 적외선과 자외선 및 X선 , 감마선 까지 포함하여 지칭하기도 한다.
사물을 인식하는 것에는 2가지 경우가 있는데, 태양이나 전등 같은 광원에서 나오는 빛을 직접 보는 것과 광원에서 나온 빛이 어떤 물체에서 반사되는 것을 보는 것이다. |
8. 분자가 자외선과 가시광선 영역의 광에너지를 방출하게 되면 전자가 높은 에너지에서 낮은 에너지 상태로 변화한다. 이 때 방출된 에너지를 무엇이라 하는가? 정답 : 저기 에너지
| [ 여기상태 = 들뜬상태, 저기상태 = 바닥상태 ] |
9. 시료를 통과하나 빛의 양을 전기적에너지로 바꾸어 측광하여 결과값을 나타내는 장치로서 주로 사용되는 것의 종류를 3가지 쓰시오. 정답: 광증배관, 광다이오드, 광다이오드어레이
- 광증배관 : 광전음극과 출력전극과의 사이에, 하나 흑은 그 이상의 다이노드를 갖는 광전관 〈참조어〉 증폭기, 광전음극, 광전자 증배관(photomultipler tube, photomultipler)
- 광다이오드는 광전 효과를 이용한 것으로, 띠틈보다 큰 에너지를 갖는 광자가 광다이오드에 입사되면 접합면에서 양공과 전자 쌍이 생성된다
- 광다이오드 어레이 : 다수의 광 다이오드(photodiode)를 규칙적으로 배치하여 만든 것. 전하 결합 소자(CCD) 또는 시모스 이미지 센서(CIS: CMOS image sensor)와 같은 이미지 센서 등에서 광전 변환에 사용된다 |
10. 빛이 음파처럼 여러 가지 빛이 합쳐 빛의 세기를 증가하거나 서로 상쇄하여 없앨 수 있다. 예를 들면 여러개의 종이를 같은 물감으로 그린 다음 한 장만 보면 연하게 보이지만 여러장을 겹처보면 진하게 보인다. 그리고 여러 가지 물감을 섞으면 본래의 색이 다르게 나타나는 이러한 현상을 무엇이라 하는가 정답 : 빛의 간섭
| - 간섭현상은 파동의 대표적인 성질로서 진동수와 파장이 같은 두 파가 만날 때 생기는 현상이다. |
11. 분광광도계에서의 부분 장치중 다음과 관련되어 있는 장치는 어느 것인가? 정답 : 측광부
[광전증 배관, 광 다이오드, 광다이오드 어레이]
12. HCHO에서 비결합 전자쌍은 몇 개 있는가? 정답 : 4개
13. 빛이 어느 한 물질에서 다른 물질로 진행할 때 경계면에서 진행방향이 꺽이는 현상을 빛의 무슨 현상이라고 하는가? 정답 : 회절현상
| - 회절현상 : 파동이 장애물이 있을 때 직진하지 않고 휘어서 도달하는 현상으로, 틈이 있는 장애물이 파동의 진행경로에 있을 때, 파장이 그 틈을 지나 주변으로 파가 퍼지는 현상을 말한다. |
14. 하늘이 파랗게 보이는 이유는 빛들이 대기중의 분자, 원자, 미립자 등과 부딪히면서 빛의 흐림이 바뀌게 되어 하늘이 파랗게 보이게 된다. 이러한 현상의 이름은? 정답 : 빛의 산란 현상
| - 빛의 산란 현상 : 어느 입자가 다른 입자와의 충돌에 의해서 운동 방향에 변화가 생기는 것. 양이온끼리 또는 음이온끼리와 같이 서로 반발하는 입자는 입자의 직접적인 접촉이 없더라도 두 입자 사이에 충돌이 발생할 수 있다. 원자 구성 입자를 이용한 실험에서 입자 사이에 작용하는 전기적인 반발력이 쿨롱의 법칙에 의해 입자 사이의 거리의 제곱에 반비례한다. 즉 거리가 반으로 줄어들면 이때 힘은 4배로 증가한다. |
15. 어떤 물질이 자외선 및 가시광선 영역에서 흡수가 없는 경우에 적당한 시약을 사용하여 흡수가 되는 새로운 화합물로 유도하고자 한다. 이 때 사용하는 시약은 무엇인가? 정답 : 발색시약
- 자외선 : 태양광의 스펙트럼에서 가시광선보다 짧은 파장을 가지는 빛. 사람의 육안에는 보이지 않는 영역으로 10 ~ 400nm 파장 영역(750THz)을 가진다. 자외선의 파장은 가시광선보다 짧고, X선보다는 길다. 자외선은 햇빛에서 나온다.
- 가시광선(可視光線, visible light)은 사람의 눈에 보이는 전자기파의 영역이다.
보통 인간의 눈은 400에서 700nm까지의 범위를 감지한다. (최대 380에 접한 자외선 ~ 가시광선 ~ 가광선에 가장 근접한 적외선). 태양 복사 에너지선, 적외선, 자외빛에 적응된 눈은 가시광선의 녹색 부분(약 555 nm)에서 최대 감도를 나타낸다.
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시료, 실험기구, 안전
1. 농도가 1000ppm인 용액을 농도가 10ppm인 용액 100mL를 조제하기 위해서 원액을 정확하게 취하는 것이 중요하다. 이 때 사용되는 실험기구(유리기구)의 이름은? 정답 : 피펫
2. 강산이나 강알칼리 등과 같은 유독한 액체를 취할 때 실험자가 입으로 빨아 올리지 않기 위해 사용하는 기구는? 정답 : 피펫 필러
3. 화학반응에서 반응속도를 빠르게 하기 위해 사용하는 것은? 정답 : 촉매
화학 반응(化學反應, 영어: chemical reaction)은 어떠한 화학 물질이 화학 변화를 겪어 다른 물질로 변화하는 과정이다. 화학 반응에서 변화하기 전의 물질을 반응물, 변화한 물질을 생성물이라고 한다.
화학 반응은 일정한 온도와 화학 농도에서 특유의 반응 속도로 이루어지며, 열 에너지 이외의 에너지를 필요로 하지 않는 빠른 반응은 자발적 과정으로 불린다. 비자발적 반응은 자연 상태에서는 매우 느리게 이루어지며, 인간이 관측하기 적절한 속도의 반응을 일으켜 화학 평형에 도달하려면 열, 빛, 전기 에너지 등 추가적인 에너지가 필요하다. 화학반응식으로 설명할 수 있다 |
4. 흡수 스펙트럼에서 영향을 주는 변수 2가지를 쓰시오. 정답 : 파장, 흡광도
- 스펙트럼(spectrum)은 흔히 빛을 프리즘 등의 도구로 색깔에 따라 분해해서 살펴보는 것을 일컫는다. 넓은 의미로, 어떤 복합적인 신호를 가진 것을 1~2가지 신호에 따라 분해해서 표시하는 기술을 일컫는다
- 흡수 스펙트럼(Absorption spectrum)은 주파수 영역의 걸쳐 물질에 의해 흡수된 전자기 복사의 일부를 보여준다. 이 흡수 스펙트럼은 방출 스펙트럼과는 정 반대 현상이다. 모든 화학적인 요소들은 그것의 원자 궤도의 에너지 준위 사이의 차이와 상응하는 몇몇의 특정한 파장에 흡수선을 가진다. |
5. 액체를 적하시키기 위해 사용하는 기구로, 두께가 일정하며 긴 유리관에 균등한 눈금선을 새겨 끝을 가늘게 하고 콕크를 달아 액체의 적하량을 조절할 수 있는 기구는? 정답 : 뷰렛
6. 황산을 물에 녹일 때 가장 주의해야 할 점을 서술하시오.
정답 : 비이커에 증류수(물)을 먼저 담은 다음 황산을 조금씩 흘려 넣는다
7. 산이 눈에 들어갔을 때의 조치 방법
정답 : 즉시 물로 씻고, 묽은 탄산수소나트륨 용액으로 씻는다
| 강산이 묻었을 경우에는 약하게 희석한 염기로 중화한다. |
8. 내부에 실리카겔 등의 건조제를 넣어 놓고 습기에 민감한 물질 등을 보관하는 데에 사용을 하며 주로 시약이나 플라스크 및 지시약 등 습기에 민감하거나 습기를 차단하여 보관이 필요한 것들에 주로 사용하는 기자재의 이름은? 정답 : 데시케이터
9. 심장이 멈췄을 때 병원에서 사용하는 기기의 명칭은? 정답 : 심장충격기(자동제세동기, AED)
10. 실험실에서 주로 이용하는 부피를 재는 도구 3가지를 쓰시오.
정답 : 부피(용량) 플라스크, 피펫, 눈금 실린더
11. 유리나 파편 등으로부터 눈을 보호하는 장비는 무엇인가? 정답 : 보안경
12. 빈칸에 들어갈 알맞은 말은? [ 흡수 스펙트럼은 파장과 흡광도의 ( 관계를 나타낸 )그래프 이다.]
13. 심폐소생술 단계를 순서대로 나열하시오.
(의식 확인) - 가슴압박 – 기도개방 – 인공호흡
14. 실험실에서 부피를 측정하는 기구 2가지를 쓰시오.
정답 : 부피(용량) 플라스크, 피펫,
15. 자색의 강산화제의 명칭을 쓰시오.
정답 : 과망간산칼륨
람베르트 비어의 법칙
1. 람베르트- 비어 법칙에서 투광도(T%)와 농도의 상관관계를 나타내시오.
정답 : A = 2 – log(%T)
| - 람베르트-비어 법칙(Beer-Lambert Law)은 매질의 성질과 빛의 감쇠현상에 대한 법칙이다. 분석화학 분야에서 흔히 사용되는 법칙으로 흡광도는 용액의 농도와 용액의 두께에 비례한다는 법칙이다. |
2. A = 2 – log(%T) = abc 에서 c 는 무엇을 의미하는가?
정답 : 농도
| 흡수율(A), 흡광도(a), 물질의 농도(b, g/L), 투과거리(c, cm) |
3. 분광학에서 흡광도(a)와 흡수율(A), 물질의 농도(b, g/L)와 투과거리(c, cm)의 상관관계식을 쓰시오.
정답 : a = A∙b∙c
4. 농도가 같은 용액에서 흡광도는 용액 층의 두께에 비례한다는 법칙 정답 : 람베르트의 법칙
| - 람베르트의 법칙 : 농도가 같은 용액에서 흡광도는 용액 층의 두께에 비례한다 |
5. ”용액 층의 길이가 같은 경우 색의 세기는 용액의 농도에 비례한다.” “입사광이 용질에 흡수되는 비율인 흡광도는 용질의 농도에 비례한다”는 법칙은? 정답 : 비어의 법칙
| - 비어의 법칙 : 용액 층의 길이가 같은 경우 색의 세기는 용액의 농도에 비례한다.” “입사광이 용질에 흡수되는 비율인 흡광도는 용질의 농도에 비례한다” |
6 입사광이 흡수되는 비율은 물질의 두께와 흡수 물질의 농도에 비례한다는 법칙은?
정답 : 람베르트-비어의 법칙
| - 비어-람베르트 법칙(Beer-Lambert Law)은 매질의 성질과 빛의 감쇠현상에 대한 법칙이다. 분석화학 분야에서 흔히 사용되는 법칙 |
7. 람베르트-비어의 법칙에서
, b, c 의 뜻과 단위는?
정답:
:몰흡광도(l/mole*cm), b:광도의 길이(물질의 두께, 셀의 길이 cm), c:농도(mole/l)
| - 람베르트-비어의 법칙은
로 나타낼 수 있다. (C : mol/L, b : 액층의 두께(cm), 비례상수
인 몰 흡광계수의 단위는 L/cm mol 이다) |
8. 빛의 흡광도와 농도와의 관계를 나타내는 법칙은? 정답 : 람베르트-비어의 법칙
9. 농도가 같은 용액에서 흡광도는 용액 층의 두께에 비례한다는 법칙은 정답 : 람베르트-비어의 법칙
10. 람베르트–비어의 법칙에서 흡광도를 무차원 단위로 만드는 계수가 무엇인지 명칭과 기호를 적으시오.
11. 농도가 같은 용액에서 흡광도는 용액 층의 두께에 비례한다는 법칙은 무엇인가? 정답: 람베르트의 법칙
분광광도계, 분석장치
1. 시료가 통과한 빛의 양을 전기적 에너지로 바꾸는 장치? 정답 : 분광광도계
- 분광광도계 : 분광광도계는 광원, 단색화 장치, 검출기로 구성,
광원에는 텅스텐 램프(320-2500nm영역의 복사선), 중수소 아크 램프(200-400nm영역의 자외선), 글로바(4000-200cm의 적외선 복사선), 헬륨-네온 레이저(638nm), 레이저 이오드(680-1550nm의 근적외선)
- 단색화 장치는 빛을 각성분 파장으로 분산시키고 좁은 띠의 파장을 선택하여 시료 또는 검출기로 보낸다
- 검출기는 광자가 검출기에 도달할 때의 전기 신호가 발생하는 원리를 이용하여 전류의 세기와 복사세기가 비례한다는 사실을 이용하여 흡광도를 측정한다 |
2. 분광광도계에서 광전관, 광전자증배관, 광전도셀 또는 광전지 등을 이용해서 빛의 세기를 측정하는 장치는?
정답 : 검출기
| - 검출기 : 센서(sensor)라고도 하며, 어떤 물질의 양이나 온도를 감지하여 측정하는 장치를 말한다. 센서에서 처리 기능을 추가하여 (CPU 또는 사람의 두뇌로) 인식하여 상태를 판정하는 것은 감지(perceive)라고 한다 |
3. 광신호를 전기신호로 바꾸어주는 장치는? 정답: 측광부
| 측광부 : 빛의 세기를 전기신호로 바꾸어주는 장치는? |
4. 혼합물로부터 각 성분들을 순수하게 분리하거나, 확인, 정량 하는데 사용하는 편리한 방법으로 물질의 분리는 혼합물이 정지상이나 이동상에 대한 친화성이 서로 다른 점을 이용하는 분석법을 뭐라 하는가?
정답 : 분광광도법
| - 분광광도법 : 전자 스펙트럼에 대한 정량적 연구 방법이다. 분광법보다 적용 범위가 좁으며, 가시광선과 근자외선, 근적외선을 대상으로 한다. 가시광선과 근자외선, 근적외선을 대상으로 한다 |
5. 파장선택부에서 일반적으로 사용되는 단색화장치의 명칭을 쓰시오 정답: 프리즘
| 프리즘(Prism)은 빛을 굴절, 분산시키는 광학 도구이다. 일반적인 프리즘은 단면의 모양이 정삼각형이고 표면은 평탄하며 유리와 같은 투명한 재질로 이루어져 있다 |
6. 용액중의 물질이 빛을 흡수하는 성질을 이용하는 분석기기를 무엇이라 하는가? 정답 : 흡광 광도계
| - 분광광도법 : 전자 스펙트럼에 대한 정량적 연구 방법이다. 분광법보다 적용 범위가 좁으며, 가시광선과 근자외선, 근적외선을 대상으로 한다. 가시광선과 근자외선, 근적외선을 대상으로 한다 |
7. 자외선 및 가시광선 영역에서 흡수하는 불포화 유기 작용기를 무엇이라 하는가?정답 : 발색단(chromophores)
8. 분광광도계의 구조 중 일반적으로 단색화 장치나 필터가 사용되는 곳은 어디인가? 정답 : 컬럼
9. 분광광도법에서 정량분석의 검량선 그래프에는 X축은 농도를 나타내고, Y축에는 무엇을 나타내는가?
정답 : 흡광도
10. 기기분석의 장점은? 가. 선택성이 높다. 나. 감도가 높다. 다. 미량시료분석 가능. 라. 자동화가 가능하다.
11. 분광광도계에서 낮은 에너지의 전자가 자외선과 가시광선 영역에서 어떤 에너지를 흡수하여 들뜬 상태의 에너지가 되는가? 정답 : 여기 에너지
| [ 여기상태 = 들뜬상태, 저기상태 = 바닥상태 ] |
12. 분자가 자외선과 가시광선영역의 광에너지를 흡수하게 되면 전자가 낮은 에너지에서 높은 에너지상태로 변화하는데 이 때 흡수된 에너지를 무슨 에너지라 하는가? 정답 : 여기에너지
| [ 여기상태 = 들뜬상태, 저기상태 = 바닥상태 ] |
13. 파장선택부에서 일반적으로 사용되는 단색화 장치의 명칭을 2가지 쓰시오. 정답: 프리즘, 회절발(격자)
| [단색화 장치] 빛을 각성분 파장으로 분산시키고 좁은 띠의 파장을 선택하여 시료 또는 검출기로 보낸다 |
14. 시료를 통과한 빛의 양을 전기적 에너지로 바꾸어 측광하여 결과값을 나타내는 장치로서 주로 사용되는 것의 종류 3가지를 쓰시오. 정답: 광전관배관, 광다이오드, 광다이오드어레이
- 광증배관 : 광전음극과 출력전극과의 사이에, 하나 흑은 그 이상의 다이노드를 갖는 광전관 〈참조어〉 증폭기, 광전음극, 광전자 증배관(photomultipler tube, photomultipler)
- 광다이오드는 광전 효과를 이용한 것으로, 띠틈보다 큰 에너지를 갖는 광자가 광다이오드에 입사되면 접합면에서 양공과 전자 쌍이 생성된다
- 광다이오드 어레이 : 다수의 광 다이오드(photodiode)를 규칙적으로 배치하여 만든 것. 전하 결합 소자(CCD) 또는 시모스 이미지 센서(CIS: CMOS image sensor)와 같은 이미지 센서 등에서 광전 변환에 사용된다 |
15. 킬레이트 적정시 금속이온이 킬레이트 시약과 반응하기 위한 최적의 pH가 있는데 적정의 진행에 따라 수소이온이 생겨 pH의 변화가 생긴다. 이것을 조절하고 pH를 일정하게 유지하기 위해 가하는 것은
- 산염기반응의 지시약은 페놀프탈레인, 브로모페놀블루 용액, 메틸 오렌지, 메틸 레드, 페놀 레드, 브로모티몰블루 등이 있으며. 산화환원지시약의 경우 가장 대표적인 지시약은 페로인(ferroin)
- 지시약 (指示藥, 영어: indicator)이란 그렇게 많지 않은 양만 가지고 어떤 적정반응의 종말점(눈으로 확인했을 때 반응이 완결되는 시점)을 확인하기 위해 쓰이는 물질을 일컫는다. 주로 용액의 색의 변화를 기준으로 하여 종말점을 확인 한다. 색의 변화를 이용해 종말점을 확인하는 경우 당량점(이론상 반응이 완결되는 시점)을 기준으로 하여 지시약의 색변화가 심하게 나타나는 것을 쓴다. 지시약은 크게 두 경우에 쓰이는데, 산염기반응과 산화환원반응이다. |
16. 분광 광도계에서 이용되는 빛의 성질은 무엇인가? 정답 : 빛의 흡수현상(전자 스펙트럼)
| - 분광광도법 : 전자 스펙트럼에 대한 정량적 연구 방법이다. 분광법보다 적용 범위가 좁으며, 가시광선과 근자외선, 근적외선을 대상으로 한다. 가시광선과 근자외선, 근적외선을 대상으로 한다 |
17. 분광광도계의 광원으로 사용되는 램프의 종류는?
- 텅스텐 램프(320-2500nm영역의 복사선), - 중수소 아크 램프(200-400nm영역의 자외선),
- 글로바(4000-200cm^(-1)의 적외선 복사선), - 헬륨-네온 레이저(638nm),
- 레이저 다이오드(680-1550nm의 근적외선) |
18. 광원으로부터 들어온 여러 파장의 빛을 각 파장별로 분산하여 한 가지 색에 해당하는 파장의 빛을 얻어내는 장치는 무엇인가? 정답 : 분광광도계
- 분광광도계 : 분광광도계는 광원, 단색화 장치, 검출기로 구성,
광원에는 텅스텐 램프(320-2500nm영역의 복사선), 중수소 아크 램프(200-400nm영역의 자외선), 글로바(4000-200cm의 적외선 복사선), 헬륨-네온 레이저(638nm), 레이저 이오드(680-1550nm의 근적외선)
- 단색화 장치는 빛을 각성분 파장으로 분산시키고 좁은 띠의 파장을 선택하여 시료 또는 검출기로 보낸다
- 검출기는 광자가 검출기에 도달할 때의 전기 신호가 발생하는 원리를 이용하여 전류의 세기와 복사세기가 비례한다는 사실을 이용하여 흡광도를 측정한다 |
19. 분광광도계에서 회절격자 광원에서 나오는 빛을 분산시켜 어떤 광으로 만드는가? 정답 : 단색광
| - 단색화 장치는 빛을 각성분 파장으로 분산시키고 좁은 띠의 파장을 선택하여 시료 또는 검출기로 보낸다 |
20. 분광광도계에서 사용하는 램프 중 자외선 부분에서 사용되는 램프를 쓰시오. 정답 : 중수소 아크 램프
| 중수소 아크 램프(200-400nm영역의 자외선), |
21. 고체의 물질에 소량의 불순물이 있을 때 두 물질을 모두 녹일 수 있는 용매를 사용하여 녹인 후 용해도 차이에 따라 분리하는 방법을 쓰시오.
| -용해도 : 고체 물질이 액체 용매에 녹는 과정은 보통 흡열 과정이고, 엔트로피가 증가하는 방향이다. 또, 기체가 액체 용매에 녹는 과정은 보통 발열 과정이고, 엔트로피가 감소하는 과정이다. 정성적으로 생각해 보면, 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행하려는 속성이 있기 때문에 온도가 높아질수록 고체의 용해도는 증가하고, 기체의 용해도는 감소하는 것이 일반적인 설명 방법이다. 하지만, 고체의 용해 과정이 발열 과정이거나 기체의 용해 과정이 흡열 과정이라면 르 샤틀리에의 원리에 의하여 온도가 증가할 때 용해도 곡선의 기울기가 보통의 고체, 기체의 용해도 그래프와는 반대로 나타나게 된다 |
22. 순물질과 혼합물의 구별 방법 3가지를 서술하시오. 정답 : 끓는점, 녹는점, 용해도
| 혼합물(混合物, mixture)은 둘 이상의 여러 물질이 화학 반응 없이 섞여 있는 것을 말한다. 크게 균일 혼합물, 콜로이드, 그리고 불균일 혼합물의 세 가지로 나뉜다: |
23. 동소체(allotropy)의 정의와 동소체의 확인방법에 대해 쓰시오.
- 정답 : 한 개의 원소로 구성된 원소들. - 확인방법 : 연소생성물 비교
| 동소체(同素體, Allotropy) : 한 종류의 원소로 이루어졌으나 그 성질이 다른 물질로 존재할 때, 이 여러 형태를 부르는 이름이다. 이는 원소 하나가 다른 여러 방식으로 결합되어 있다. 예를 들면, 탄소의 동소체에는 다이아몬드(탄소 원자가 사면체 격자 배열로 결합됨), 흑연(탄소 원자가 육각형 격자구조 판처럼 결합됨), 그래핀(흑연의 판 중 하나) 및 풀러렌(탄소 원자가 구형, 관형, 타원형으로 결합됨)이 포함된다. |
24. 원자 흡수 분광광도계에서 사용하는 램프를 쓰시오. 정답 : 중수소 램프
25. 분광광도계에서 사용하는 램프로 주로 자외선 영역에서 사용하는 램프는? 정답 : 중수소 아크 램프
| 중수소 아크 램프(200-400nm영역의 자외선), |
26. 수소와 공기의 불꽃이 연소될 때 유입된 유기물질이 양이온과 전자로 생성되는 원리를 이용하는 검출기로 탄화수소 화합물의 검출에 적절한 가스크로마토 그래피의 검출기는 무엇인가? 정답 : 불꽃이온화검출기
| - 불꽃이온화검출기 : 수소와 공기의 불꽃이 연소될 때 유입된 유기물질이 양이온과 전자로 생성되는 원리를 이용하는 검출기로 탄화수소 화합물의 검출에 적절한 가스크로마토 그래피의 검출기 |
검량선, 흡광도, 투광도
1. 일정한 농도의 용액을 가지고 파장을 변화시키면서 흡광도를 측정하여 X축에는 파장, Y축에는 흡광도를 나타낸 그래프는? 정답 : 흡수스펙트럼
2. 측정하고자 하는 용액의 투과도가 10% 일 때 흡광도를 구하시오
흡광도 = 2-log(%투과도)의 식을 이용하여준다.
흡광도 = 2-log(0.1) , 식을 풀어주면 흡광도는 1이 나오게된다. 정답 : 1 |
3. 흡광도 A와 투과율(T%)와의 관계를 식으로 나타내시오. 정답 : A = 2 – log(%T)
4. 분광광도계로 흡광도를 측정할 때 흡광도로 영점조정을 한다면 흡광도 값은 얼마인가? 정답 : 0
5. 354nm에서 용액의 %투광도는 15%이다. 이 파장에서 흡광도를 구하시오.
정답 : 1.5 계산식 : A = 2 – log(%T) = 2 – log 15 = 1.5
| 흡광도 = 2-log(%투과도)의 식을 이용하여준다. 흡광도 = 2-log(0.15) |
6. 어떤물질의 몰흡광계수가 400-1ㆍcm-1이다. 흡수용기의 길이가 1cm일 때, 0.0012M 용액의 투광도를 구하시오.
7. 흡광도 A = e * C * L에서 e가 의미 하는 것은? (e = 입실론) 정답 : ε = 몰 흡광계수
A = ε × b × c (비어의 법칙)
A는 흡광도, ε는 몰 고유의 흡광계수, b는 셀의 두께(㎝), c는 시료(흡광물질)의 농도(M)
- 시료용액의 흡광도는 대조구(blank test)의 흡광도에 대한 비율이기 때문에 단위가 없으며 시료 중의 흡광물질의 농도와 정의 상관관계를 지닌다. 그러므로 표준용액의 농도에 대한 흡광도가 얻어지면 미지농도 시료의 농도를 계산할 수 있게 된다. |
8. 흡광도(A)와 투광도(T%)의 관계를 식으로 나타내시오. 정답 : A = 2 – log(%T)
9. 분광광도법을 이용해 미지시료의 흡광도를 측정할 때 사용되는 흡수스펙트럼에서 X축과 Y축이 나타내는 것은 무엇인가? 정답 : x 축 파장, y 축 흡광도
10. 분광광도계로 흡광도를 측정할 때 흡광도로 영점 조정을 한다면 투광도는 몇 %로 하는가? 100%
11. 20% 투광도의 흡광도를 계산하시오.
- 정답 : 0.7
- 계산식 : 흡광도 = 2-log(%투과도)의 식을 이용하여준다.
흡광도 = 2-log(0.2) 가 나오게 되므로 흡광도 = 0.7이 나오게된다. |
12. 빛의 흡수율이 80%인 경우 흡광도를 계산하시오.
- 정답 : 0.01 - 계산식 :
- 계산식 : 흡광도 = 2-log(%투과도)의 식을 이용하여준다.
흡광도 = 2-log(0.8)이 되므로 흡광도는 0.01이 나오게된다. |
13. 빛의 투광도가 10%인 경우 흡광도를 계산하시오
- 정답 : 1 - 계산식 : A = 2 – log(%T) ▶ 2 – log10
- 계산식 : 흡광도 = 2-log(%투과도)의 식을 이용하여준다.
흡광도 = 2-log(0.1) 이므로 흡광도는 1이 나오게된다. |
14. 빛의 흡수율이 60%인 경우 흡광도를 계산하시오.
- 정답 : 0.22 - 계산식 :
- 계산식 : 흡광도 = 2-log(%투과도)의 식을 이용하여준다.
흡광도 = 2-log(0.6)이므로 흡광도는 0.22가 나오게된다. |
A = ε × b × c
A는 흡광도, ε는 물질 고유의 흡광계수, b는 cuvette의 직경 또는 폭, c는 흡광물질의 농도
- 시료용액의 흡광도는 대조구(blank test)의 흡광도에 대한 비율이기 때문에 단위가 없으며 시료 중의 흡광물질의 농도와 정의 상관관계를 지닌다. 그러므로 표준용액의 농도에 대한 흡광도가 얻어지면 미지농도 시료의 농도를 계산할 수 있게 된다.
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