21년 2회차

각 성분의 질량을 원자량으로 나눠 몰비를 구한다. $\mathrm{Na}:\dfrac{29.1}{23.0}=1.265,\ \mathrm{S}:\dfrac{40.5}{32.06}=1.263,\ \mathrm{O}:\dfrac{30.4}{16.0}=1.900$. 가장 작은 값으로 나누면 Na : S : O = 1 : 1 : 1.5이고, 정수로 만들려고 2를 곱하면 2 : 2 : 3이 된다. 따라서 실험식은 Na₂S₂O₃(티오황산나트륨)이다.

USP(미국약전)는 FDA가 아니라 미국약전위원회(USP Convention)라는 비영리 민간기구가 발행한다. FDA는 이를 공정서로 인정해 규제에 활용할 뿐 발행처가 아니다. 나머지는 대한민국약전-식품의약품안전처, ISO-국제표준화기구, 공정시험기준-국립환경과학원으로 옳게 연결됐다.

이 문항은 확정답안에서 복수정답으로 처리된 문항입니다. 「헨리의 법칙」와 「기체 결합부피의 법칙」가 모두 정답으로 인정되었습니다. 여기서는 채점을 위해 한 선택지만 정답으로 두었으니, 다른 하나를 고르셨더라도 틀린 판단이 아닙니다.

돌턴은 자신이 세운 배수비례의 법칙, 프루스트의 일정 성분비의 법칙, 그리고 기체 용해도 연구(헨리의 법칙)에서 기체마다 입자 질량이 다르다는 착안을 얻어 원자론과 원자량표를 만들었다. 반면 게이뤼삭의 기체 결합부피의 법칙(1808)은 원자론 발표 뒤에 나왔고 돌턴 자신이 받아들이지 않았으며, 아보가드로의 분자설로 이어졌다.

가장 긴 사슬은 프로필 가지 끝에서 오른쪽 끝까지 이어지는 탄소 10개(데케인)이고, 그러면 왼쪽 CH₃CH₂-가 에틸 치환기가 된다. 오른쪽 끝부터 번호를 매기면 치환기 자리번호가 {2,2,4,7}로, 반대 방향의 {4,7,9,9}보다 첫 번째 차이에서 작다. 따라서 7-에틸-2,2,4-트리메틸데케인이다.

직류 아크는 온도가 약 4000~5000K로 낮아 이온화가 잘 일어나지 않는다. 그래서 얻어지는 스펙트럼은 중성 원자선이 대부분이고 이온선은 오히려 적다. 이온선이 풍부한 것은 온도가 훨씬 높은 ICP 같은 플라스마 광원의 특징이다.

질량은 반응 전후로 보존되므로 반응기 안 총 질량은 225 + 157.5 = 382.5 g이지 372.5 g이 아니다(DDT 354.5 g + 물 18 g + 남은 클로랄 10 g = 382.5 g).

반응식이 2C₆H₅Cl + C₂HOCl₃ → C₁₄H₉Cl₅ + H₂O이고, 클로로벤젠 $\dfrac{225}{112.5}=2.00\ \mathrm{mol}$, 클로랄 $\dfrac{157.5}{147.5}=1.068\ \mathrm{mol}$이라 2 : 1 비에서 클로로벤젠이 한계시약이다.

입체이성질체는 원자의 연결 순서는 같고 공간 배열만 다른 이성질체로, 기하(cis-trans)이성질체와 광학이성질체가 여기 속한다. 배위권이성질체·결합이성질체는 원자의 연결 방식 자체가 다른 구조이성질체 계열이다.

쌓음 원리에서 4s 오비탈이 3d보다 에너지가 낮아 먼저 채워진다. 따라서 전자 27개는 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁷ 순으로 배치된다. 1p 같은 오비탈은 존재하지 않고, 4s를 건너뛰고 3d⁹로 채운 배치도 바닥상태가 아니다.

레이저의 간섭성은 자극방출(stimulated emission)에서 나온다. 입사 광자가 들뜬 원자를 자극하면 진동수·위상·진행 방향이 똑같은 광자가 복제되듯 방출되기 때문이다. 자발방출은 방출 시점과 방향이 제각각이라 비간섭성이고, 펌핑과 흡수는 반전 분포를 만드는 준비 과정일 뿐이다.

평형상수는 약 0.21이다.

N₂O₄ ⇌ 2NO₂이므로
$K=\dfrac{[\mathrm{NO_2}]^{2}}{[\mathrm{N_2O_4}]}$
에 평형농도를 넣는다(초기농도가 아니다).

실험 1은
$\dfrac{0.0184^{2}}{0.0016}=0.212$
실험 2는
$\dfrac{0.0266^{2}}{0.0034}=0.208$
로 두 값이 거의 같으므로 평형상수는 약 0.21이다.

cis-trans 이성질체가 생기려면 이중결합 탄소 각각에 서로 다른 두 치환기가 붙어야 한다. (CH₃)₂C=CH₂는 한쪽 탄소에 CH₃ 두 개, 반대쪽에 H 두 개로 양쪽 다 같은 치환기 쌍이라 어느 쪽으로 뒤집어도 같은 분자다. 나머지 셋은 두 탄소 모두 서로 다른 치환기를 갖는다.

모든 원자에 공통으로 있으면서 단위 음전하($-1.602\times10^{-19}\ \mathrm{C}$)를 갖고 질량이 양성자의 약 1/1800에 불과한 입자는 전자다. 중성자는 전하가 없고 질량은 양성자와 거의 같다.

GF-AAS(흑연로 원자흡수분광법)는 시료를 고온에서 원자화해 금속 등 무기 원소를 정량하는 기기라 유기물의 화학 구조나 작용기 정보를 주지 못한다. HPLC·LC/MS·GC/MS는 유기화합물을 분리하고 분자량·조각 이온으로 구조 정보까지 얻을 수 있다.

담긴 물의 질량은 $61.135-10.885=50.250\ \mathrm{g}$이다. 27°C에서 부력을 보정한 물의 비부피가 1.0046 mL/g이므로 부피는 $50.250\times1.0046=50.481\ \mathrm{mL}$이다. 50.250을 그대로 부피로 답하게 만드는 것이 함정이다.

M은 중성자이다.

핵반응식은 질량수와 원자번호가 각각 보존된다.

질량수는 왼쪽이
$1+235=236$
오른쪽 Ba와 Kr이
$139+94=233$
이므로 3M이 질량수 3, 즉 M 하나가 질량수 1이다.

원자번호는
$0+92=56+36$
으로 이미 맞아떨어져 M의 전하는 0이므로 M은 중성자
${}^{1}_{0}\mathrm{n}$
이다.

둥근바닥 플라스크 위에 시료를 담는 추출관과 사이펀 관, 그 위에 환류냉각기가 얹힌 구조는 속슬렛(Soxhlet) 추출장치다. 용매를 끓여 증기를 냉각·응축시켜 고체 시료에 떨어뜨리고, 추출관이 차면 사이펀으로 자동 배출되는 과정을 반복해 적은 양의 용매로 고체를 연속 추출한다.

벤젠 고리에 브로민 두 개가 붙는 방식은 ortho(1,2), meta(1,3), para(1,4) 세 가지뿐이다. 1,5나 1,6 자리는 고리를 돌려 보면 각각 1,3·1,2와 같은 분자이므로, 구조이성질체는 3개다.

화학발광법은 시료의 화학반응 자체가 빛을 내므로 별도의 광원이 필요 없고 시료가 곧 광원이다. 그래서 광원 겸 시료 → 파장선택기 → 검출기 → 기록계 구성이 맞다. 흡수분광법은 광원 → 파장선택기 → 시료 → 검출기 순이고, 형광·인광은 들뜸용과 방출용으로 파장선택기가 두 개 필요하다.

카복시산의 -COOH와 알코올의 -OH가 물 한 분자를 내놓으며 결합하는 에스터화(축합) 반응이므로 생성물은 에스터(RCOOR')다. 아마이드는 카복시산과 아민이, 케톤·알데하이드는 알코올의 산화로 만들어진다.

탄소와 수소만 있으므로 H는 $100-85.6=14.4\%$다. 몰비는 $\mathrm{C}:\dfrac{85.6}{12.01}=7.13,\ \mathrm{H}:\dfrac{14.4}{1.008}=14.29$이고 작은 값으로 나누면 C : H = 1 : 2다. 실험식은 가장 간단한 정수비이므로 C₇H₁₄가 아니라 CH₂이다.

EDTA는 카복시기 4개와 질소 2개로 금속 양이온 하나를 여러 자리에서 붙잡는 6자리 리간드다. 이렇게 리간드가 금속을 고리 모양으로 감싸며 만든 착물을 킬레이트 착물이라 하고, 그래서 EDTA 착물은 1 : 1 비로 매우 안정하다.

흡광도와 투광도의 관계는 $A=-\log T$이므로 $T=10^{-A}=10^{-0.0375}=0.9173$이다. 백분율로 바꾸면 91.73%다. 흡광도가 0에 가까울수록 빛이 거의 그대로 통과한다는 점과도 맞는다.

가, 나 모두 자발적으로 진행된다.

가: Ca(s)+Cd²⁺→Ca²⁺+Cd(s)에서 산화전극(Ca²⁺/Ca, E°=-2.87V)이 환원전극(Cd²⁺/Cd, E°=-0.40V)보다 낮으므로 E°cell = -0.40-(-2.87) = +2.47V > 0, 자발적.
나: Cu⁺+Fe³⁺→Cu²⁺+Fe²⁺에서 Cu⁺가 산화되어 Cu²⁺가 되고(역반응, E°=-0.15V) Fe³⁺가 환원되어 Fe²⁺가 되므로(E°=+0.77V), E°cell = 0.77-0.15 = +0.62V > 0, 자발적.

평형상수는 약 4.0×10¹⁴이다.

Cu가 산화($E^{\circ}=0.339\ \mathrm{V}$), Fe³⁺가 환원($0.771\ \mathrm{V}$)되므로
$E^{\circ}_{cell}=0.771-0.339=0.432\ \mathrm{V}$
이고 이동 전자수는 n = 2다.

$\log K=\dfrac{nE^{\circ}}{0.0592}=\dfrac{2\times0.432}{0.0592}=14.6$
이므로
$K=10^{14.6}\approx4.0\times10^{14}$
이다.

전극전위는 언제나 기준전극과 짝지어 만든 전지의 전위, 즉 상대값으로만 얻을 수 있고 반쪽전지 하나의 전위를 절대적으로 측정할 방법은 없다. 그래서 표준수소전극(SHE)의 전위를 0 V로 약속해 기준으로 삼는다.

Ag₂CrO₄의 용해도는 7.8×10^-4g/L이다.

0.050 M CrO₄^2-가 이미 들어 있어 공통이온효과로 용해가 억제되므로 평형에서
$[\mathrm{CrO_4^{2-}}]\approx0.050\ \mathrm{M}$
으로 본다.

$K_{sp}=[\mathrm{Ag^+}]^{2}[\mathrm{CrO_4^{2-}}]$
에서
$[\mathrm{Ag^+}]=\sqrt{\dfrac{1.1\times10^{-12}}{0.050}}=4.7\times10^{-6}\ \mathrm{M}$
이고 용해도는 그 절반인
$2.35\times10^{-6}\ \mathrm{M}$
이다.

331.73 g/mol을 곱하면 7.8×10^-4 g/L다.

PbO + CO → Pb + CO₂에서 산소의 산화수가 -2이므로 PbO 속 Pb는 +2, 홑원소 물질인 Pb는 0이다. 즉 Pb는 전자를 얻어 +2 → 0으로 환원되고, 환원제로 쓰인 CO의 탄소가 +2에서 +4로 산화된다.

금속 이온에 결합해 착물을 이루는 화학종을 리간드(A)라 한다. 리간드인 요오드화 이온은 비공유 전자쌍을 주는 Lewis 염기(C), 중심 금속 이온 Pb²⁺는 그 전자쌍을 받는 Lewis 산(B)이며, 한쪽이 전자쌍을 모두 내놓는 이런 결합을 배위결합(D)이라 부른다.

질산에 의해 산화된 Au³⁺가 염화 이온 4개와 결합해 $\mathrm{AuCl_4^-}$를 만드는 것이므로 착물형성 반응이다. 금 이온이 안정한 착이온으로 계속 붙잡혀 용액 속 Au³⁺ 농도가 낮게 유지되기 때문에, 질산 단독으로는 녹지 않는 금이 왕수에서는 계속 녹아 들어간다.

(가) 황산 분해 후 역적정으로 질소를 정량하는 것, (나) -3가 질소에 적용되고 nitro·azo 화합물은 환원 후 적용하는 것, (다) K₂SO₄로 끓는점을 올리거나 촉매를 넣어 분해 시간을 줄이는 것은 모두 옳다. (라)는 붕산으로 암모니아를 받으면 표준 산으로 직접 적정할 수 있다는 점은 맞지만, 붕산염의 종말점은 과량 표준산을 쓰는 역적정보다 오히려 덜 뚜렷해서 틀렸다.

Pb²⁺의 농도는 약 442mg/L이다.

활동도계수를 반영한 용해도곱은
$K_{sp}=\gamma_{\mathrm{Pb}}[\mathrm{Pb^{2+}}]\,\gamma_{\mathrm{I}}^{2}[\mathrm{I^-}]^{2}$
다.

$[\mathrm{Pb^{2+}}]=s,\ [\mathrm{I^-}]=2s$
를 넣으면
$0.36\times0.75^{2}\times4s^{3}=0.81s^{3}=7.9\times10^{-9}$
이므로
$s=2.14\times10^{-3}\ \mathrm{M}$
이다.

여기에 207.0 g/mol을 곱하고 mg으로 환산하면 약 442 mg/L다.

내각 껍질의 빈자리가 Auger 전자 방출로 메워지면 그만큼 X선 형광이 나오지 않으므로, Auger 과정은 감도를 높이는 게 아니라 떨어뜨린다. 특히 원자번호가 작은 원소일수록 Auger 방출이 우세해 형광 수득률이 낮고, 그래서 XRF는 가벼운 원소 분석에 불리하다.

pH 7.0의 암모니아 용액에서 주 화학종은 NH₄⁺이다.

NH₄⁺의 $\mathrm{p}K_a$는 약 9.25이며, pH가 $\mathrm{p}K_a$보다 낮으면 양성자가 붙은 산 형태가 우세하다.

실제 비율은
$\dfrac{[\mathrm{NH_3}]}{[\mathrm{NH_4^+}]}=10^{7.0-9.25}=0.006$
으로 NH₃는 1%도 되지 않는다.

이온은 전자를 잃거나 얻어서 만들어지고, 핵 속 양성자 수는 그대로다. 양성자 수가 바뀌면 원소 자체가 달라지는 핵반응이지 이온화가 아니다.

완충용량은 완충용액 1.00 L의 pH를 1단위 변화시키는 데 필요한 센 산 또는 센 염기의 몰수로 정의한다. 값이 클수록 산·염기가 들어와도 pH가 잘 안 변한다는 뜻이며, 약산과 짝염기의 농도가 크고 농도비가 1 : 1에 가까울 때 최대가 된다.

반쪽전지전위는 -0.356V이다.

네른스트 식
$E=E^{\circ}-\dfrac{0.0592}{n}\log\dfrac{P_{\mathrm{AsH_3}}}{[\mathrm{H^+}]^{3}}$
에 n = 3을 넣는다.

$P=1.00\ \mathrm{mbar}=1.00\times10^{-3}\ \mathrm{bar}$, pH 3.00이므로
$[\mathrm{H^+}]=1.0\times10^{-3}$
이고
$\log\dfrac{10^{-3}}{(10^{-3})^{3}}=\log10^{6}=6$
이다.

따라서
$E=-0.238-\dfrac{0.0592}{3}\times6=-0.356\ \mathrm{V}$

공기-아세틸렌 불꽃은 약 2500K인 데 비해 아산화질소(N₂O)-아세틸렌 불꽃은 약 3000K까지 올라간다. Al, Si, Ti, V, B처럼 내화성 산화물을 만드는 원소는 낮은 온도에서 원자화가 되지 않으므로, 이런 원소를 측정하려고 산화제 기체를 바꿔 불꽃 온도를 올린다.

슈크로오스의 분자량은 $12\times12.01+22\times1.008+11\times16.00=342.3$이다. 몰수는 $\dfrac{684}{342.3}=2.00\ \mathrm{mol}$이고 이를 전체 부피 4.0 L로 나누면 0.50 M이다.

Lewis 산은 비공유 전자쌍을 받는 물질(전자쌍 받개)이고, 주는 쪽이 Lewis 염기다. BF₃나 금속 양이온처럼 빈 오비탈을 가진 화학종이 대표적인 Lewis 산이다.

순수한 고체의 활동도는 1로 일정해 평형식에 들어가지 않으므로 CaCO₃나 CaO의 양은 평형에 아무 영향을 주지 못한다. 평형상수가 $K=P_{\mathrm{CO_2}}$뿐이므로 CO₂의 농도(압력)와, 상수 값 자체를 바꾸는 온도만 평형에 영향을 준다.

질량분석법은 이온을 질량 대 전하비(m/z)로 분리하므로, 분자량이 같아도 조각내기(fragmentation) 패턴이 다르면 구별할 수 있고 고분해능 기기는 소수점 이하 질량 차이로도 구분한다. 따라서 같은 분자량을 지닌 화합물은 분석할 수 없다는 설명이 틀렸다.

전하량은 전류와 시간의 곱이다. $Q=It=0.600\ \mathrm{A}\times(15\times60)\ \mathrm{s}=540\ \mathrm{C}$. 시간을 분이 아니라 초로 바꾸는 것만 주의하면 되고, 석출되는 물질의 종류는 전하량 계산과 무관하다.

시료와 기준물질을 같은 온도 프로그램으로 가열하며 두 물질에 들어간 열량(에너지)의 차이를 측정하는 것은 시차 주사 열량법(DSC)이다. 시차 열분석법(DTA)은 같은 열을 주고 두 물질의 온도 차이를 측정한다는 점이 다르고, 열무게 분석법(TGA)은 질량 변화를 본다.

틀린 것은 B의 A에 대한 머무름비이다.

C는 충전물과 상호작용이 전혀 없으므로 C의 머무름 시간 0.50 min이 곧 공극시간이다.

조정된 머무름 시간은 A가
$2.35-0.50=1.85$
B가
$5.86-0.50=5.36\ \mathrm{min}$
으로 옳다.

머무름비(상대 머무름)는 조정된 머무름 시간의 비인
$\dfrac{5.36}{1.85}=2.90$
이므로 2.49라는 설명이 틀렸다.

¹H NMR 용매는 자기 자신의 양성자 신호가 시료 신호를 가리면 안 되므로 수소를 중수소로 바꾼 용매를 쓴다. CDCl₃는 ¹H 신호가 거의 없고 자기장 고정(lock)에 쓰이는 중수소 신호까지 제공한다. CHCl₃·C₆H₆는 강한 양성자 봉우리를 내서 부적합하다.

S^2-은 Ag₂S를 압착해 만든 결정성 막전극(고체 상태 전극)으로 측정한다. 이 막은 Ag⁺가 결정 격자의 빈자리를 따라 이동하며 전위를 만들고 황화물 이온에 선택성이 높다. 액체 막전극은 Ca²⁺·K⁺ 같은 이온에 쓰인다.

ECD에서 ⁶³Ni 같은 β 방출체가 내놓은 전자는 시료가 아니라 운반기체(주로 질소)를 이온화해 일정한 전자 다발, 즉 바탕 전류를 만든다. 여기에 할로젠처럼 전자 친화도가 큰 화합물이 들어오면 전자를 포획해 전류가 줄어드는 것을 신호로 쓴다.

이온원(ion source)은 시료를 이온으로 만드는 질량분석계의 구성 부품이다. 적외선 흡수 분광계는 적외선 광원, 시료부, 단색화 장치(또는 간섭계), 검출기, 신호처리·기록부로 이루어진다.

비행시간(TOF) 분석계는 이온이 자유비행관을 지나 검출기에 닿는 시간 차이만으로 분리하는데, 이온의 출발 시점·위치·운동에너지가 조금씩 퍼져 도달 시간이 겹치므로 분해능이 가장 낮다. 자기장형, 특히 전기장과 자기장을 겹쳐 에너지 퍼짐까지 보정하는 이중 초점형이 분해능이 가장 높다.

수화물은 표에 적힌 온도(37°C, 56°C)를 지나면서 결정수를 잃으므로 100°C에서는 무수 FeCl₃만 남는다. 질량은 $25.0\times\dfrac{162}{270}=15.0\ \mathrm{mg}$이다. FeCl₃는 306°C에서 녹기만 할 뿐 질량은 변하지 않으므로 320°C에서도 15.0 mg 그대로다.

고체가 액체로 녹으려면 융해열을 흡수해야 하므로 DTA 곡선에서 녹는점은 흡열 쪽으로 뾰족한 봉우리로 나타난다. 산화점과 결정화점은 열을 내놓아 발열 봉우리가 되고, 유리전이온도는 봉우리 없이 바탕선이 계단처럼 이동하는 형태로 나타난다.

GC/MS의 운반기체는 헬륨(He)이 가장 적절하다. 화학적으로 불활성이고 가벼워 진공펌프로 쉽게 배기되며, 질량스펙트럼에 방해 봉우리를 거의 남기지 않는다. N₂·Ar·Kr은 무거워 배기가 어렵고 m/z 28·40 등에서 스펙트럼을 방해한다.

세로확산 항은 van Deemter 식에서 $\dfrac{B}{u}$ 꼴이라 이동상 속도에 반비례한다. 속도가 느릴수록 용질이 띠 안에서 확산할 시간이 길어져 띠가 넓어진다. 나머지 셋은 옳은 설명이다.

CV는 산화·환원 봉우리가 나타나는 전위로 정성을, 봉우리 전류의 크기로 정량을 할 수 있다. 지지전해질은 이동전류를 없애려고 시료보다 훨씬 진하게 넣고, 전위를 한 방향으로 주사한 뒤 되돌려 순환시키며, 전위 창 안에 있는 여러 성분을 한 번에 관찰할 수 있다.

분자를 기체상태 이온으로 만드는 이온화법에는 전자충격(EI), 화학이온화(CI), 장 탈착(FD), 전기분무(ESI), MALDI 등이 있다. Chemical Attraction force Ionization(CAI)이라는 이온화 장치는 존재하지 않는 용어다.

TGA는 온도를 올리면서 시료의 질량 변화를 기록하는 기법이므로, 검출기 역할을 하는 것은 열저울(weight scale)이다. 전기로는 온도를 올리는 가열부일 뿐 신호를 만드는 검출기가 아니다.

유리전극의 대표적 오차는 pH가 높을 때 Na⁺가 끼어드는 알칼리 오차, pH가 매우 낮을 때의 산 오차, 막이 말라 생기는 탈수 오차이며 그 밖에 온도·이온세기·접촉전위 변화가 있다. 압력은 유리막 전위에 영향을 주지 않는다.

분산형 IR의 검출기는 열을 감지하는 응답이 느린 열 검출기라 빠른 신호를 따라가지 못한다. 그래서 토막내기(chopper) 주파수를 수~십여 Hz 수준으로 낮게 쓴다. 나머지 셋은 분산형 IR의 옳은 특징이다.

페놀의 농도 범위는 3.0×10^-5M ~ 1.9×10^-4M이다.

Beer 법칙
$A=\varepsilon bc=-\log T$
를 투광도 양끝 값에 적용한다.

T = 70%면
$A=0.155$
라
$c=\dfrac{0.155}{5.17\times10^{3}}=3.0\times10^{-5}\ \mathrm{M}$

T = 10%면
$A=1.00$
이라
$c=\dfrac{1.00}{5.17\times10^{3}}=1.9\times10^{-4}\ \mathrm{M}$
이다.

투광도가 낮을수록 농도가 진하므로 범위는 3.0×10^-5 M 부터 1.9×10^-4 M 까지다.

ICP는 아르곤 흐름에 Tesla 코일의 스파크로 초기 전자를 만들어 점화하고, 그 전자가 RF 자기장에서 가속되며 연쇄 이온화를 일으켜 플라스마가 유지된다. 유도코일에는 27.12 MHz 또는 40.68 MHz의 라디오파를 쓰고(2.45 GHz 마이크로파는 마이크로파 유도 플라스마용), 지지기체는 헬륨이 아니라 아르곤이며, 탄소·텅스텐 전극은 아크·스파크 광원 이야기다.

품질보증(QA)의 시방(specification)에는 시료채취 요구사항, 정확도와 정밀도, 잘못된 결과의 빈도수, 선택성 및 감도, 허용 가능한 바탕값, 첨가 시료의 회수율, QC 시료 정보가 모두 들어간다. 시방은 분석 결과가 사용 목적에 맞는지 판단할 기준을 미리 정해 두는 문서이므로 A부터 G까지 전부 해당한다.

A는 검량선의 기울기와 바탕의 표준편차로 검출한계·정량한계를 구할 수 있으니 옳다. B도 검정감도는 직선의 기울기라 농도와 무관하지만 분석감도는 기울기를 그 농도에서의 표준편차로 나눈 값이라 농도에 따라 달라지므로 옳다. C는 직선 범위를 벗어난 구간의 외삽이 금지라 틀렸고, D의 선택성은 방해물질에 대한 별도 검량선을 비교해야 얻어지므로 검량선 하나로는 알 수 없다.

농도를 이미 알고 있는 시약(표준용액)의 부피를 측정해 그로부터 미지 물질의 양을 구하는 부피분석법은 적정(titration)이다. 증류·추출·크로마토그래피는 정량법이 아니라 분리 조작이다.

방법검출한계(MDL)는 예상 MDL의 3~5배 농도인 시료 7개를 반복 분석해 표준편차를 구한 뒤, 자유도 6·99% 신뢰수준의 t값인 3.14를 곱해 산정한다. 표준편차의 10배를 쓰는 것은 MDL이 아니라 정량한계(LOQ)이므로 이 설명이 틀렸다.

바탕시료는 측정항목이 들어 있지 않은 시료로, 오염 여부와 분석 과정의 이상 유무를 확인하는 데 쓴다. 그런데 매질 바탕시료나 현장 바탕시료처럼 실제 시료와 같은 매질을 쓰는 경우가 있으므로 반드시 정제수만 써야 하는 것은 아니다.

최소제곱법에서 기울기와 y절편의 표준 불확정도는 데이터 개수 n에 대해 대략 $\dfrac{1}{\sqrt{n}}$에 비례한다. 따라서 개수를 2배로 늘리면 불확정도는 $\dfrac{1}{\sqrt{2}}=2^{-1/2}$배, 즉 약 0.71배로 줄어든다.

테일링 인자의 허용범위는 1.5 이하 인데 5번 주입에서 1.51498 이 나와 이를 넘으므로 불합격이다. 나머지는 머무름시간 RSD 약 0.05%, 피크면적 RSD 약 0.36%로 모두 2.0% 이하이고, S/N도 최솟값이 13.9로 10.0 이상이라 합격이다.

입자 하나를 뽑을 때 Pt일 확률이 p = 0.20인 이항분포 문제다. 기댓값은 $np=10^{3}\times0.20=200$개이고, 표준편차는 $\sqrt{npq}=\sqrt{1000\times0.20\times0.80}=\sqrt{160}=12.6$이다.

정밀도는 같은 시료를 반복 측정한 결과가 얼마나 모여 있는지를 보는 값이라 표준편차를 평균으로 나눈 상대표준편차(RSD)로 나타낸다. 정확도는 참값에 얼마나 가까운지를 보는 값이라 아는 양을 첨가해 되찾은 비율인 회수율로 나타낸다. 변동계수는 RSD와 같은 뜻이라 정확도 지표가 될 수 없다.

검출한계는 $\mathrm{LOD}=\dfrac{3.3\sigma}{S}$로 구하며, σ는 측정 흡광도의 표준편차, S는 검량선의 기울기다. 값을 넣으면 $\dfrac{3.3\times0.005927}{0.59}=0.0332\ \mathrm{mM}$이다. 바탕시료 흡광도는 신호에서 빼주는 기준선이라 검출한계 계산에는 들어가지 않는다.

소모품은 쓰면서 성능이 떨어져 주기적으로 교체하는 부품이다. AAS의 속빈 음극램프, HPLC 검출기의 중수소램프, 흠집·오염이 쌓이는 셀은 모두 소모품이지만, GC의 자동시료주입기는 계속 사용하는 부속 장치라 소모품이 아니다.

(가) 감응인자는 분석물과 내부표준을 아는 양으로 섞은 표준혼합물의 검출기 감응비에서 구하고, (나) 주입량이나 기기 감응이 시간에 따라 흔들려도 그 변동이 두 신호에 똑같이 작용해 상쇄되므로 유용하며, (라) 감응비가 농도 범위에 걸쳐 일정하다는 가정 위에서 성립한다. (다)는 검출기 감응이 농도에 비례하므로 틀렸다.

열적(Johnson) 노이즈는 $\sqrt{4kTR\Delta f}$에 비례하므로 A(온도 증가)와 B(주파수 띠너비 증가)는 옳고, D의 록인 증폭기는 기준 주파수 성분만 골라내 노이즈를 줄이는 하드웨어 장비라 옳다. C는 환경 노이즈와 깜박이 노이즈가 주파수가 낮을수록 커지므로 틀렸다.

표의 6점을 최소제곱법으로 맞추면 $y=0.1004x-0.034$(x는 peak area, y는 농도)이고 상관계수는 0.9999에 가깝다. x = 100을 넣으면 $0.1004\times100-0.034=10.01\ \mathrm{mg/mL}$다. 직선성은 충분히 확보됐으므로 재교정이 필요하지 않고, peak area 220은 측정 범위(10~200) 밖이라 내삽이 아니라 외삽이므로 쓸 수 없다.

로그값은 소수 부분의 자릿수가 진수의 유효숫자 개수와 같아야 하므로 log 325 = 2.512다. 덧셈은 소수 자릿수가 가장 적은 항에 맞추므로 1.11 + 2.512 = 3.62, 곱셈은 유효숫자가 가장 적은 항에 맞추므로 1.22 × 3.62 = 4.42이다. 마지막으로 4.42 + 1.5525 = 5.9725를 소수 둘째 자리까지 남겨 5.97이 된다.

정밀도는 같은 조건에서 짧은 시간 안에 반복 측정한 반복성(병행정밀도)과, 날짜·분석자·장비·실험실 등 조건을 바꿔 측정한 재현성의 두 척도로 나타낸다. 정확성과 직선성은 정밀도와는 별개의 밸리데이션 항목이다.

밸리데이션 항목은 시험법의 종류에 따라 달라진다. 예를 들어 확인시험은 특이성만 평가하면 되지만, 정량시험은 특이성·직선성·정확성·정밀성·범위까지 평가해야 한다. 따라서 모든 시험법을 동일한 항목으로 평가해야 한다는 설명이 틀렸다.

범위(range)는 적절한 직선성·정확성·정밀성을 나타내는 분석대상물질의 최저 농도부터 최고 농도까지의 구간이지 오차의 구간이 아니다. 나머지 셋(특이성의 정의, 직선성을 상관계수의 제곱으로 보는 것, 정밀도의 세 종류)은 옳은 설명이다.

교정곡선을 받아들일지 말지는 표준편차가 아니라 상관계수(r) 또는 결정계수(R²)가 정해 둔 기준을 만족하는지로 판단한다. 나머지 셋(최적범위 안에서 표준물질과 바탕시료로 교정곡선 작성, CVS로 검증, CCS·CVS가 허용범위를 벗어나면 초기 교정 재실시)은 옳은 내용이다.

시험ㆍ교정(TC) 서식은 외부 공인 시험ㆍ교정기관에서 받은 성적서 내용을 옮겨 기록하는 서식이다. 그래서 장비 제조사ㆍ제조국, 수행기관ㆍ업체의 명칭과 주소, 성적서 발급일ㆍ확인일이 들어간다. 밸리데이션 수행자는 실험실이 직접 하는 설치ㆍ운전ㆍ성능 적격성 평가 서식에 적는 항목이라 TC 서식에는 포함되지 않는다.

시간가중평균노출량(TWA)은 구간별 농도×측정시간의 합을 8시간으로 나눈 값이다. $\mathrm{TWA}=\dfrac{95.2\times 3+102.1\times 3+87.7\times 2}{8}=\dfrac{767.3}{8}=95.9\ \mathrm{ppm}$ 측정시간 합이 이미 8시간이므로 비노출 구간 보정 없이 그대로 나누면 된다.

연소의 3요소는 ㄱ 산소, ㄴ 점화에너지, ㄷ 가연물이다. 냉각소화는 인화점·발화점 이하로 온도를 낮추므로 점화에너지(ㄴ)를, 질식소화는 산소를 희석·차단하므로 산소(ㄱ)를, 제거소화는 물질을 옮겨 가연물(ㄷ)을 없앤다. 순서대로 ㄴ, ㄱ, ㄷ이다.

4M 기법은 유해위험요인을 Man(인적)·Machine(기계적)·Media(물질·환경)·Management(관리적) 네 관점으로 나누어 빠짐없이 찾아내는 방법이다. 따라서 도표의 2단계 위험요인 도출에 적용한다. 3~4단계는 이미 뽑아낸 요인의 위험도를 계산·평가하는 단계라 4M이 개입할 자리가 아니다.

메틸아민(CH₃NH₂)은 끓는점이 약 -6℃여서 상온 15℃에서 기체 상태다. 폼산(끓는점 약 101℃), 나이트로글리세린, N,N-다이메틸아닐린(약 194℃)은 모두 상온에서 액체다.

응급처치자는 의료행위를 할 수 없으므로 의료인의 지시를 받기 전에는 의약품을 사용하지 않는다 — 환자의 동의를 받았더라도 마찬가지다. 나머지 셋(무의식 환자 금식, 처치 후 의료인 인계, 구조자·현장 안전 확보 우선)은 모두 표준 응급처치 원칙이다.

알파붕괴는 ${}^{4}_{2}\mathrm{He}$를 내보내므로 질량수가 4, 원자번호가 2 줄고, 함께 나오는 감마선은 질량수·원자번호를 바꾸지 않는다. ${}^{233}_{92}\mathrm{U}\rightarrow{}^{229}_{90}\mathrm{Th}+{}^{4}_{2}\mathrm{He}$ 이므로 원자번호 90, 질량수 229인 토륨이 생성된다.

조사 연기는 재난 발생, 관계인의 질병·장기출장 등으로 참여 불가, 장부·서류의 압수·영치처럼 조사 자체를 수행할 수 없는 사정이 있을 때만 인정된다. 안전관리우수연구실 인증기간과 일정이 겹치는 것은 조사를 못 할 사유가 아니므로 연기 사유에 해당하지 않는다.

에탄올(CH₃CH₂OH)에서 아세트산(CH₃COOH)이 되는 변화는 산소가 더해지고 수소가 빠지는 산화 반응이다(중간체는 아세트알데하이드). 나머지는 각각 치환(–OH → –Br), 진한 황산 촉매 탈수(에탄올 → 에틸렌), 에스터화(프로판올 + 아세트산 → 아세트산 프로필)로 옳은 설명이다.

자연발화성 액체는 적은 양으로도 공기와 접촉해 5분 안에 발화할 수 있는 액체로 정의된다 — 3분이 아니다. 인화성 가스(20℃·표준압력 101.3kPa에서 인화범위에 드는 가스), 인화성 고체, 고압가스(게이지압 200kPa 이상 충전) 정의는 모두 옳다.

대행기관 기술인력의 신규교육은 등록 후 6개월 이내에 18시간 이상 받아야 한다. 보수교육은 신규교육 이수 후 매 2년이 되는 날을 기준으로 전후 6개월 이내에 18시간 이상이므로, 보수교육 주기를 '매 1년'으로 적은 설명들은 모두 틀리다.

시료채취 프로그램은 대표성 있는 시료를 오염 없이 채취하기 위한 계획이라, 시료 구분(식별), 시료 수집자, 채취 방법·지점·시기 같은 채취 단계 항목으로 짜인다. 시료 보존 방법은 채취가 끝난 뒤 운반·보관 중 변질을 막는 후속 처리라 채취 프로그램의 구성요소와는 가장 거리가 멀다.

위험물안전관리법령은 "철분"을 철의 분말로서 53마이크로미터의 표준체를 통과하는 것이 50중량퍼센트 미만인 것은 제외한다고 규정한다. 즉 53μm 체를 50wt% 이상 통과할 만큼 고운 철분만 제2류 위험물로 본다(A: 53, B: 50).

황린은 공기 중에서 스스로 발화하므로 제3류 자연발화성 물질이다. 제2류 가연성 고체는 황화인·적린·황·철분·금속분·마그네슘이므로 "가연성 고체 – 황린, 적린" 연결이 틀리다.

MSDS 작성 항목 16가지는 화학제품과 회사 정보, 유해성·위험성, 구성성분의 명칭 및 함유량, 응급조치 요령, 폭발·화재 시 대처방법, 누출 사고 시 대처방법, 취급 및 저장방법, 노출방지 및 개인보호구, 물리화학적 특성, 안정성 및 반응성, 독성 정보, 환경에 미치는 영향, 폐기 시 주의사항, 운송에 필요한 정보, 법적 규제현황, 그 밖의 참고사항이다. 재활용방안은 여기에 들어 있지 않다.

UN의 「위험물 운송에 관한 권고(RTDG)」에 따라 드럼 등 용기에 표시를 한 경우에는 경고표지의 그림문자를 표시하지 않을 수 있다. 나머지는 꼬리표 대체, 양도·제공자에 대한 경고표지 부착 요청, 시험·연구용 시약의 외국어 경고표지 인정으로 모두 옳은 내용이다.

압축열은 기체를 단열압축할 때 외부에서 한 일이 내부에너지로 바뀌며 생기는 열로, 마찰열·마찰스파크와 함께 기계적 에너지에 의한 발화원으로 분류된다. 반응열·연소열처럼 화학결합이 끊어지고 새로 생기면서 방출되는 열이 아니다.

여러 혼합물 제품을 대표해 하나의 MSDS로 작성하려면 구성성분이 같을 것, 각 구성성분의 함량변화가 10%포인트 이하일 것, 유사한 유해성을 가질 것을 모두 충족해야 한다. 주성분이 90% 이상일 것은 요건에 없다.

유해화학물질관리자의 직무는 취급기준 준수에 필요한 조치, 개인보호장구 착용에 필요한 조치, 사고대비물질 관리기준 준수에 필요한 조치, 취급시설 안전 확보와 종사자 교육 등 취급·시설 안전관리에 한정된다. 건강진단 등 건강관리는 산업안전보건법상 사업주의 보건관리 사항이지 유해화학물질관리자의 직무범위가 아니다.

폐기물처리시설에 개선명령이나 사용중지명령을 할 때는 필요한 조치의 내용과 시설의 종류 등을 고려해 기간을 정하는데, 개선명령은 1년, 사용중지명령은 6개월의 범위에서 정한다(a: 1년, b: 6개월).