20년 2회차

100mg/L 표준저장용액 1000mL를 만들려면 해당 금속이 0.100g 들어가야 한다. 철 와이어를 0.150g 녹이면 150mg/L가 되므로 기준 농도에 맞지 않는다.

• Pb(NO₃)₂ 0.1598g은 $0.1598\times\dfrac{207.2}{331.2}\approx 0.100\ \mathrm{g}$의 금속을 주므로 100mg/L가 맞다.
• NaCl 0.2542g은 $0.2542\times\dfrac{23.0}{58.44}\approx 0.100\ \mathrm{g}$의 금속을 주므로 100mg/L가 맞다.

RoHS는 전기·전자제품의 특정 유해물질 사용을 제한하는 EU(유럽연합) 지침이지 ISO가 제정한 국제표준이 아니므로 D가 틀리다. 국가표준은 KS(A), ASTM은 미국에서 통용되는 규격(B), ISO·IEC는 국제표준화기구로서 국제표준을 제정한다(C)는 설명은 모두 옳다.

칼륨(K)의 불꽃반응색은 보라색이다. 황록색은 바륨(Ba)의 불꽃색이므로 연결이 잘못됐다. 나트륨 노란색, 리튬 빨간색, 구리 청록색은 모두 옳은 연결이다.

질량분석기는 시료를 이온화한 뒤 전기장·자기장에서 질량 대 전하비(m/z)에 따라 분리·검출하는 장치다. GC를 GLC와 GSC로 나누는 기준은 분석물이 아니라 정지상이 액체인지 고체인지이며, pH 미터는 가스전극이 아니라 유리막 전극을 쓴다.

표준물 첨가법은 미지 시료 자체에 분석하려는 표준물질을 일정량씩 더해 신호 증가분으로부터 원래 농도를 역산하는 방법으로, 매트릭스 효과가 큰 시료에 특히 유리하다. 정성분석은 성분의 유무를 확인하는 것이므로 검량선 작성이 필수가 아니며, 적정처럼 기기 없이 하는 정량분석도 가능하다.

0.10M 용액 0.10L에 든 KNO 3 는 $0.10\times 0.10=0.010\ \mathrm{mol}$ 이고, KNO 3 는 물에서 완전히 해리되므로 K + 도 0.010mol 이다.

이를 개수로 바꾸면 $0.010\times 6.02\times 10^{23}=6.02\times 10^{21}$ 개이므로, 이 용액 0.10L에 0.010몰의 K+ 이온이 존재한다는 설명이 옳고 6.02×10^22개나 6.02×10^23개라는 값과는 맞지 않는다.

알케인(alkane)은 탄소 사이가 모두 단일결합인 포화 탄화수소다. 알켄(이중결합)·알카인(삼중결합)·방향족 화합물(arene)은 불포화 결합을 가지므로 불포화 탄화수소에 속한다.

C₂H₅OH의 분자량은 46g/mol이므로 $n=\dfrac{8.72}{46}\approx 0.19\ \mathrm{mol}$이다. 얼리는 것은 융해의 반대인 응고(발열) 과정이라 부호가 음수가 되므로, $\Delta H=-0.19\times 4.81\approx -0.9\ \mathrm{kJ}$이다.

실험식은 구성 원자 수의 비를 가장 간단한 정수비로 나타낸 식이다. 벤젠의 분자식 C₆H₆는 C:H = 1:1이므로 실험식은 CH가 된다.

얻을 수 있는 산화아연의 질량은 2.33 g이다.

2Zn + O₂ → 2ZnO에서 Zn과 ZnO의 몰비는 1:1이다.

$n_{\mathrm{Zn}}=\dfrac{1.87}{65}\approx 0.0288\ \mathrm{mol}$이고 ZnO의 화학식량은
$65+16=81$이므로

생성되는 ZnO는
$0.0288\times 81\approx 2.33\ \mathrm{g}$

Graham의 법칙에서 기체의 분출 속도는 몰질량의 제곱근에 반비례한다. 즉 $v\propto \dfrac{1}{\sqrt{M}}$이므로 가벼운 기체일수록 빠르게 분출된다. 제곱근에 정비례한다고 한 설명이 틀렸다.

용액의 pH는 4.81이다.

약산과 그 짝염기가 함께 있는 완충용액이므로
$\mathrm{pH}=\mathrm{p}K_a+\log\dfrac{[\text{짝염기}]}{[\text{산}]}$을 쓴다.

$\mathrm{p}K_a=-\log(1.8\times 10^{-5})=4.74$이고
$\log\dfrac{0.140}{0.120}=0.07$이므로

따라서
$\mathrm{pH}=4.74+0.07=4.81$

시클로알칸은 고리를 이루면서 사슬형보다 수소가 2개 적으므로 일반식이 C_nH_2n이다. C_nH_2n+2는 사슬형 알칸의 일반식이므로 틀린 설명이다.

나일론(아마이드 결합)·폴리에스터(에스터 결합)·단백질(펩타이드 결합)은 단량체가 이어질 때 물 같은 작은 분자가 빠져나가는 축합중합 산물이다. 반면 PVC는 염화비닐의 이중결합이 끊어지며 그대로 이어붙는 첨가중합으로 만들어져 메커니즘이 다르다.

공유결합에서 전자쌍이 한쪽으로 치우치는지, 즉 극성결합인지는 결합에 참여한 원자들의 전기음성도 차이로 결정된다. 원자가 양이온이 되는 과정은 전자 친화도가 아니라 이온화 에너지와, 음이온이 되는 과정은 전기음성도가 아니라 전자 친화도와 관련된다.

Te(52)와 I(53)은 같은 5주기 원소이고, 주기율표에서 오른쪽으로 갈수록 유효 핵전하가 커져 이온화 에너지가 증가하므로 Te < I이다. 전자 친화도 역시 전자 하나를 받으면 비활성기체 배치가 완성되는 할로젠인 I가 훨씬 크므로 Te < I이다.

K와 Ca는 같은 4주기 원소이고 같은 주기에서는 원자번호가 커질수록 유효 핵전하가 증가해 원자반지름이 작아지므로 K가 Ca보다 크다. 3주기에서 1차 이온화 에너지가 가장 작은 원소는 Mg이 아니라 Na이며, Na가 Na⁺가 되면 전자껍질이 하나 줄어 반지름은 오히려 감소한다.

프로페인의 완전연소식은 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O이다. 프로페인이 과량이므로 산소가 한계 반응물이고, O₂와 CO₂의 몰비가 5:3이므로 생성되는 CO₂는 $1.0\times\dfrac{3}{5}=0.6\ \mathrm{mol}$이다.

DTA(시차열분석)는 시료와 기준물질을 함께 가열하며 온도 차를 측정하는 열분석법으로, 복사선과 물질의 상호작용을 이용하지 않는다. Raman(산란), UV/VIS(흡수), 화학발광(방출)은 모두 분광분석법에 속한다.

기체 상태의 원자에 전자 하나를 더할 때 출입하는 에너지는 전자 친화도다. 이온화 에너지는 반대로 기체 상태 원자에서 전자를 떼어내는 데 필요한 에너지이므로 두 용어가 뒤바뀐 설명이다.

텅스텐 필라멘트등은 약 320~2500nm에 걸친 연속 복사선을 내므로 가시광선 영역 분자 흡수 분광법의 표준 광원으로 쓰인다. 중수소등은 자외선 영역, 니크롬선등은 적외선 영역 광원이며, 속빈 음극등은 원자흡수분광법에 쓰는 선 스펙트럼 광원이다.

기체 몰수가 반응물 쪽 $4+1=5$에서 생성물 쪽 $2+2=4$로 줄어드는 반응이므로, 압력을 높이면 몰수가 적은 정반응 쪽으로 평형이 이동한다. 열(heat)이 반응물 쪽에 있는 흡열반응이라 온도를 낮추면 역반응이 우세해지고, 생성물 Cl₂를 늘리거나 반응물 HCl을 줄이는 것도 역반응을 촉진한다.

평형상수는 생성물 농도의 곱을 반응물 농도의 곱으로 나눈 값이다. CH₃COOH ⇌ CH₃COO^- + H⁺이므로 $K_a=\dfrac{[\mathrm{CH_{3}COO^{-}}][\mathrm{H^{+}}]}{[\mathrm{CH_{3}COOH}]}$가 된다.

기체 분무화는 시료를 액체 에어로졸로 만들어 원자화 장치에 보내는 방법이므로 용액 시료에만 쓸 수 있다. 전열 증기화, 레이저 증발, 아크·스파크 증발은 고체 시료를 직접 가열·증기화해 도입하는 방식이다.

초음파 분무기는 압전 결정의 초음파 진동으로 시료를 미세하고 균일한 에어로졸로 만들기 때문에, 기체 흐름의 힘에 의존하는 다른 분무기보다 분무 효율과 재현성이 뛰어나다. 중심관·가로흐름·바빙톤 분무기는 기체 흐름으로 액체를 찢어 방울을 만드는 방식이라 효율이 상대적으로 낮다.

아연 전극의 전위는 약 -0.799 V이다.

Zn²⁺ + 2e^- ⇌ Zn(s)에 Nernst 식을 적용하면
$E=E^{\circ}-\dfrac{0.0592}{n}\log\dfrac{1}{[\mathrm{Zn^{2+}}]}$이고 $n=2$이다.

대입하면
$E=-0.763-0.0296\times\log\dfrac{1}{0.0600}=-0.763-0.0296\times 1.22$

따라서
$E\approx -0.799\ \mathrm{V}$

수용액에서 EDTA는 pH에 따라 H₄Y, H₃Y^-, H₂Y^2-, HY^3-, Y^4-로 나뉘어 존재하므로, Y^4-는 해리된 전체 EDTA의 일부분일 뿐이어서 Mg²⁺ 농도와 같아지지 않는다. pH가 높아질수록 Y^4- 분율이 커져 착물이 안정해지고 해리된 Mg²⁺ 농도는 줄어든다는 설명은 옳다.

소금처럼 반응에 참여하지 않는 염을 넣으면 용액의 이온 세기가 커져 활동도계수가 작아지고, 이를 보상하기 위해 BaSO₄는 오히려 더 녹는다(다름 이온 효과). 반면 황산이나 BaCl₂는 공통이온인 SO₄^2-·Ba²⁺를 공급해 공통이온 효과로 BaSO₄를 석출시킨다.

산화제의 세기는 표준 환원 전위가 클수록 강하다. Cl₂ + 2e^- → 2Cl^-의 $E^{\circ}=+1.36\ \mathrm{V}$로, MnO₂(약 +1.23V), HNO₂(약 +1.0V), H₂SO₃(약 +0.45V)보다 커서 가장 강한 산화제다.

완충용량은 클수록 산·염기를 넣어도 pH 변화를 잘 견딘다. 따라서 완충용량이 작을수록 pH 변화를 더 잘 견딘다는 설명은 반대다. 완충용량은 약산과 짝염기의 농도비가 1:1일 때, 즉 pH가 pK_a와 같을 때 최대가 된다.

확장 Debye-Huckel 식에서 이온의 유효 크기(수화 반지름)가 커지면 분모가 커져 $\log\gamma$의 절댓값이 줄고, 활동도계수는 1에 가까워지며 증가한다. 반대로 이온 세기가 커지거나 전하가 커지면 활동도계수는 작아지고, 매우 묽은 용액에서는 1에 수렴할 뿐 1을 넘지 않는다.

NaCN은 강염기 NaOH와 약산 HCN이 만든 염이므로, CN^-가 가수분해해 OH^-를 내놓아 수용액은 염기성이다. 강산·강염기의 염인 NaNO₃는 중성, 약산의 염 Na₂CO₃는 염기성, 약염기의 염 NH₄Cl은 산성이 맞다.

0.100M KCl 수용액의 pH는 6.98이다.

활동도로 쓴 물의 이온곱은
$K_w=\gamma_{\mathrm{H}}[\mathrm{H^{+}}]\cdot\gamma_{\mathrm{OH}}[\mathrm{OH^{-}}]$이고, 물만 이온을 내므로 $[\mathrm{H^{+}}]=[\mathrm{OH^{-}}]=x$이다.

$x^{2}\times 0.830\times 0.760=1.00\times 10^{-14}$에서
$x=1.26\times 10^{-7}$

pH는 농도가 아니라 활동도로 정의되므로
$\mathrm{pH}=-\log(0.830\times 1.26\times 10^{-7})\approx 6.98$

목표 반응은 CuN₃의 용해 반응을 뒤집은 것과 HN₃의 해리 반응을 더한 것이다. 반응을 뒤집으면 평형상수는 역수가 되고 두 반응을 더하면 상수는 곱해지므로, $K=K_{2}\times\dfrac{1}{K_{1}}=\dfrac{K_{2}}{K_{1}}$이다.

Mn의 산화수는 +7이다.

산소의 산화수는 -2이고 이온 전체의 전하는 -1이다.

Mn의 산화수를 $x$라 하면
$x+4\times(-2)=-1$이므로
$x=+7$

표준전극전위는 25℃를 기준으로 정의된 값이고, 반쪽반응의 자유에너지 변화가 온도에 따라 달라지므로 온도가 바뀌면 값도 변한다. 반쪽반응에 곱한 계수와 무관하다는 점, 표준수소전극을 0V로 정한 상대적인 값이라는 점, 전지 전위가 환원전극에서 산화전극의 값을 뺀 것이라는 점은 모두 옳다.

형광·인광 같은 루미네센스법은 어두운 바탕에서 방출된 빛을 세는 방식이라 검출한계가 낮고, 선형 농도 범위가 흡수법보다 오히려 넓다. 따라서 흡수법에 비해 선형 농도측정범위가 좁다는 설명이 루미네센스의 특징에 맞지 않는다.

전자는 산화가 일어나는 전위가 낮은 anode에서 전위가 높은 cathode 쪽으로 흐른다. 따라서 전위가 낮은 전극으로 이동한다는 설명이 반대다. 갈바니 전지는 자발적 반응을 이용하므로 전지 전위는 항상 양수다.

몰농도 $M$은 $1.19\times0.372\times\dfrac{1}{36.5}\times10^{3}$로 구한다.

용액 1L(=10³mL)의 질량은
$1.19\times 10^{3}\ \mathrm{g}$이고 그중 HCl은 37.2%이므로
$1.19\times 10^{3}\times 0.372\ \mathrm{g}$이다.

이를 분자량 36.5로 나누면
$M=\dfrac{1.19\times 0.372\times 10^{3}}{36.5}\approx 12.1\ \mathrm{M}$

표준 환원 전위가 클수록 스스로 환원되려는 경향이 강해 센 산화제다. 주어진 값 중 과망간산 이온의 $E^{\circ}=1.51\ \mathrm{V}$가 가장 크므로 산화력이 가장 세고, 크롬산 이온은 값이 음수라 가장 약하다.

보호관은 분석관 앞(시료 주입구 쪽)에 설치해 시료 속 불순물을 먼저 걸러낸다. 분석관 뒤에 두면 이미 분석관을 통과한 뒤라 보호 효과가 전혀 없다. 충전물 조성을 분석관과 거의 같게 하여 분리 조건을 흐트러뜨리지 않으면서, 정지상에 비가역적으로 결합하는 성분을 잡아 분석관 수명을 늘린다.

TLC는 몇 분 만에 반응 혼합물과 출발물질의 반점을 나란히 비교할 수 있어 유기 합성에서 반응의 완결 여부를 확인하는 데 널리 쓰인다. 지연 인자 $R_f$는 자로 두 이동거리를 재어 비(ratio)로 구하므로 컬럼 실험보다 훨씬 빠르고 쉽다(거리의 차가 아니다). 또 판을 90° 돌려 다른 용매로 다시 전개하는 2차원 분리도 가능하다.

이온 선택성 막전극에서 분석물 이온과의 선택적 결합은 이온교환·결정화·착물형성 세 가지 유형으로 분류된다. 따라서 침전화는 여기에 해당하지 않는다. 유리막 전극은 이온교환, LaF₃ 결정막 전극은 결정화, 중성 운반체 전극은 착물형성으로 작동한다.

FT-IR은 간섭도형을 매우 빠르게 훑기 때문에 응답이 빠른 검출기가 필요하고, 상용기의 표준은 초전기(pyroelectric) 검출기인 DTGS다. 골레이·볼로미터·열전기쌍 같은 열검출기는 시간상수가 커서 간섭계의 빠른 신호 변조를 따라가지 못한다.

네 개의 막대에 직류 전압과 RF 전압을 걸고 그 비를 유지한 채 함께 증가시키면 특정 m/z 이온만 안정한 궤도로 통과하는데, 이것이 사중극자 질량분석기다. 주사 시간이 1초 미만으로 짧고 값이 싸서 GC-MS·LC-MS의 표준 분석기로 쓰인다.

DTA에서 발열로 나타나는 것은 계가 에너지를 내놓는 결정화다. 무질서하게 놓여 있던 사슬이 규칙적으로 배열되면서 에너지가 방출된다. 반면 녹는 과정과 유리전이는 열을 받아들이는 흡열 변화이며, 중합체의 열분해도 일반적으로 흡열로 기록된다.

질소 규칙에 따라 C·H·O로만 이루어진 분자의 분자이온 m/z는 짝수이고, 질소가 홀수 개일 때만 홀수가 된다. 그래서 탄화수소가 항상 홀수라는 A와 C·H·O가 항상 홀수라는 B가 모두 틀리고, 질소가 짝수 개면 오히려 짝수이므로 C도 틀리다. 세 설명 모두 타당하지 않다.

표면 세척에 쓰는 이온 총(ion gun)은 Ar 같은 비활성 기체 이온을 가속해 스퍼터링으로 오염층을 깎아낸다. 전자총으로 만든 활성 기체를 쪼이는 방법은 쓰지 않으며, 반응성 기체는 오히려 표면을 새로 변질·오염시킨다. 고온 가열(baking), 용매 초음파 세척, 연마제에 의한 기계적 세척은 모두 실제로 쓰는 방법이다.

유리전극의 pH 오차 요인은 알칼리 오차, 산 오차, 막의 탈수, 낮은 이온세기 용액에서의 오차, 접촉전위 변화, 표준완충용액의 pH 오차, 온도 변화 등이다. 이온세기가 낮을 때 접촉전위가 불안정해져 오차가 커지므로, 높은 이온세기 용액의 오차는 요인에 해당하지 않는다.

모세관 전기이동의 분리 방식은 띠 전기이동(CZE)·겔 전기이동(CGE)·등전 집중(CIEF)·등속 전기이동(CITP)·미셀 동전기 크로마토그래피(MEKC) 등이다. 모세관 변속 이동이라는 방식은 존재하지 않는다.

초임계유체 크로마토그래피는 이동상이 임계온도·임계압력을 넘긴 초임계 CO₂ 등이어서 액체 크로마토그래피가 아니라 별도의 범주로 분류된다. 결합 역상·분자 배제·이온 크로마토그래피는 모두 이동상이 액체인 액체 크로마토그래피의 갈래다.

전위 측정기(V-meter)와 전극의 내부저항이 만드는 회로는 전압분배 구조로 볼 수 있다. 측정기 저항과 전극 내부저항, 용액 저항을 모두 더한 전체 저항은 $2.00\times10^{8}+5.00\times10^{7}+5.00\approx2.50\times10^{8}\ \Omega$이며, 5.00Ω의 용액 저항은 나머지 두 저항에 비해 무시할 만큼 작다.

측정기 쪽에 걸리는 전위의 비율은 $\dfrac{2.00\times10^{8}}{2.50\times10^{8}}=0.800$이며, 여기에 측정된 1.00V를 곱하면 $1.00\times0.800=0.80$ V가 실제 전위로 계산된다.

전극(특히 막전극)의 내부저항이 측정기 저항에 비해 무시할 수 없을 만큼 크면 측정값에 오차가 커지므로, 전위차법에서는 입력저항이 매우 큰 측정기를 사용해야 한다.

CH₃CH₂CH₂OCH₃에서 양 끝의 CH₃는 하나는 탄소에, 하나는 산소에 붙어 환경이 다르고, 가운데 두 CH₂도 이웃하는 원자가 달라 서로 다르다. 분자에 대칭 요소가 없으므로 화학적 환경이 다른 수소는 4가지이고 봉우리도 4개 나타난다.

가속으로 얻는 운동에너지는 zeV 여서 질량과 무관하므로 질량이 2배가 되어도 운동에너지는 그대로이며, 따라서 '질량이 6.64×10^-23kg인 이온을 이용하면 운동에너지는 2배가 된다'는 설명이 틀리다.

• 2가 이온의 전하는 $2\times1.6\times10^{-19}=3.2\times10^{-19}\,\mathrm{C}$ 이므로 이 이온의 운동에너지는 $E_k=zeV=3.2\times10^{-19}\times10^{4}=3.2\times10^{-15}\,\mathrm{J}$ 이라는 설명은 옳다.
• 이 이온의 속도는 $v=\sqrt{\dfrac{2E_k}{m}}=\sqrt{\dfrac{2\times3.2\times10^{-15}}{3.32\times10^{-23}}}=1.39\times10^{4}\,\mathrm{m/s}$ 라는 설명은 옳다.
• 같은 운동에너지라면 질량이 클수록 속도가 느리므로, 같은 양의 운동에너지를 갖는다면 가장 큰 질량을 가진 이온이 가장 느린 속도를 갖는다는 설명은 옳다.

HO–CH₂–CH₂Cl에는 C=O 결합이 없다. 1700cm^-1는 카보닐 신축 영역이므로 이 화합물에서는 봉우리가 나타나지 않는다. 3200cm^-1 부근의 넓은 O–H, 2900~3000cm^-1의 C–H, 800cm^-1 부근의 C–Cl 신축은 모두 관찰된다.

열중량분석(TGA)은 온도를 올리며 시료의 질량 변화를 측정하는 기법이다. 크기(치수) 변화는 열기계분석(TMA), 점탄성·점도 변화는 동적기계분석(DMA)이 담당하므로 연결이 잘못됐다.

기준전극을 바꿔도 전극 자체의 절대 전위는 변하지 않으므로 표준수소전극 기준으로 환산한 뒤 옮기면 된다. $E_{\mathrm{SHE}}=0.115+0.244=0.359\,\mathrm{V}$, $E_{\mathrm{Ag/AgCl}}=0.359-0.199=0.160\,\mathrm{V}$다. 기준전극 전위가 0.045V 낮아진 만큼 측정값은 그만큼 커진다.

중합체 DSC에서 잡히는 열량 변화는 유리전이, 결정화(발열), 용융(흡열), 고온에서의 산화와 분해다. 승화는 고체가 액체를 거치지 않고 바로 기체가 되는 현상으로, 사슬이 길게 얽힌 고분자에서는 일어나지 않아 가장 관련이 없다.

옳은 설명이 없다.

DSC의 두 봉우리는 모두 아래로 향한 흡열이므로 발열 과정인 결정화로 볼 수 없다. TG 곡선이 평탄해 질량 감소가 전혀 없으므로 기화나 분해도 아니다.

• 비정질 고체(일차 결정화 전이점·용융점) — 흡열 봉우리이므로 결정화 전이로 볼 수 없어 성립하지 않는다.
• 액정 물질(액정화 온도·액화온도) — '액화'는 기체가 액체로 되는 현상을 가리키는 말이라 이 전이의 이름으로 쓸 수 없다.
• 고분자(유리전이점·기화점) — 유리전이는 봉우리가 아니라 기준선이 계단처럼 옮겨지는 형태로 나타나고, TG가 평탄해 기화도 아니므로 맞지 않는다.

TOF는 비행관 길이와 검출계의 시간 분해능에 제한을 받아 분해능이 상대적으로 낮고, 반사판(reflectron)을 써도 보통 수천~수만 수준에 그친다. 100,000 이상은 TOF가 아니라 FT-ICR 같은 FT 질량분석기의 영역이다. 사중극자는 unit mass, 자기장 섹터형은 0.001amu 수준의 고분해능을 갖는다.

XRF에서 반복 교체되는 소모품은 액체 시료용 liquid cup과 thin film, 경원소 감도를 높이려고 광로를 채우는 He 가스, 시료실과 검출부를 가르는 XRF window 등이다. Probe는 시료에 직접 접촉시키는 탐침으로 XRF에서는 쓰지 않는다.

USP 기준으로 견뢰성(ruggedness)은 실험실·시험자·기기·시약·측정일 등 정상적인 시험 조건이 달라졌을 때 같은 시료에서 얻는 결과의 재현성 정도를 뜻한다.

• 병행정밀성(반복성) — 동일한 실험실·시험자·장치·기구·시약 및 동일 조건하에서 균일한 검체로부터 얻은 복수의 시료를 단기간에 걸쳐 반복시험하여 얻은 결과값들 사이의 근접성을 말한다.
• 정확성 — 측정값이 이미 알고 있는 참값 또는 허용 참조값에 근접하는 정도를 말한다.
• 완건성(robustness) — 시험 방법 중 일부 조건의 작지만 의도된 변화에 영향받지 않고 유지되는 능력의 척도를 말한다.

약전·공정서·의약품집에 실려 있거나 식약처장이 기준 및 시험방법을 고시한 품목은 이미 검증을 거친 공정 시험법이므로 시험방법 밸리데이션을 생략할 수 있다. 그러나 원개발사 기준 및 시험방법은 공정서에 수재된 것이 아니어서 생략할 수 없고 직접 밸리데이션을 실시해야 한다.

90% 신뢰구간은 12.5 ± 0.4이다.

평균은
$\bar{x}=\dfrac{12.6+11.9+13.0+12.7+12.5}{5}=12.54$, 표준편차는 $s=0.40$이다.

양쪽 90% 신뢰구간은 한쪽 꼬리 확률이 5%이므로 표의 t=2.132를 써야 하고
$\pm\dfrac{ts}{\sqrt{n}}=\pm\dfrac{2.132\times0.40}{\sqrt{5}}=\pm0.38$

따라서 12.5 ± 0.4이다.

ICH Q2(R1)은 정확성을 규정 범위를 포함하는 3가지 농도에서 각각 3회씩, 최소 9회 측정해 평가하도록 정하고 있다. 따라서 최소 반복 횟수는 9회다.

정밀도는 반복 측정값들이 서로 얼마나 모여 있는지를 나타내므로 표준편차·분산·변동계수(상대표준편차)로 표현한다. 절대오차는 측정값과 참값의 차이여서 정확도의 지표이며 정밀도와는 관련이 적다.

대한민국약전은 ICP 발광분광분석계 분광기의 성능을 As 193.696nm, Mn 257.610nm, Cu 324.754nm, Ba 455.403nm에서의 반치폭으로 확인하도록 규정한다. 바륨의 평가 파장은 455.403nm이므로 601.581nm로 연결한 것이 틀렸다.

검출한계는 신호 대 잡음비가 3:1 이상인 농도로 정하며(정량한계는 10:1), 2:1은 기준이 아니다. 특이성은 분석 대상물의 선택성 확인으로 검증하고, 범위는 직선성·정확성·정밀성 결과로 산정하며, 직선성은 선형회귀분석의 상관계수로 확인하는 것이 맞다.

상대차이백분율(RPD)은 두 측정값의 차이를 두 값의 평균으로 나누어 백분율로 나타낸다. 한 측정값으로 나눈다는 설명이 틀렸다. 방법검출한계·중앙값·회수율에 대한 나머지 설명은 모두 옳다.

수소이온의 농도는 (3.0±0.1)×10^-6 M이다.

$[\mathrm{H}^{+}]=10^{-5.53}=2.95\times10^{-6}\,\mathrm{M}$이다.

로그 관계에서 상대 불확정도는
$\dfrac{\sigma_c}{c}=2.303\,\sigma_{\mathrm{pH}}=2.303\times0.02=0.046$이므로
$\sigma_c=2.95\times10^{-6}\times0.046=1.4\times10^{-7}$

불확정도 자리에 맞춰 반올림하면 (3.0±0.1)×10^-6 M이 된다.

본시험에 앞서 조작에 익숙해지려고 미리 해 보는 예비 시험이 blind test다. 처음 얻은 값은 오차가 커서 버리는 대신, 그 결과를 근거로 시험량과 시약 농도 같은 조건을 합리적으로 조정한다. 시약만 넣고 시료 없이 하는 blank test(공시험), 조성을 아는 시료로 조작을 확인하는 control test와 구별된다.

시험법 개발 단계에서 pH·온도·유속·컬럼 등 분석조건을 의도적으로 조금씩 변동시켜도 결과가 영향을 받지 않는 정도를 나타내는 항목이 완건성(robustness)이다. 정밀성은 반복 측정값들의 근접성, 정확성은 참값과의 근접성, 정량한계는 정량 가능한 최저 농도를 뜻한다.

상대 표준편차는 1.87%이다.

측정값 97.5·98.5·99.5·100.5·101.5·102.5의 평균은
$\bar{x}=100.0$이고 편차 제곱합이 17.5이므로
$s=\sqrt{\dfrac{17.5}{6-1}}=1.871$

따라서
$\mathrm{RSD}=\dfrac{s}{\bar{x}}\times100=\dfrac{1.871}{100.0}\times100=1.87\%$

로그값의 유효숫자는 소수점 아래 자릿수(가수)로 센다. 진수 1324가 유효숫자 4자리이므로 로그값도 소수점 아래 4자리까지 적어야 한다. $\log 1324=3.12189\cdots$이므로 3.1219가 된다.

정확성(accuracy) 은 측정값이 참값 또는 표준값에 얼마나 가까운가 를 나타내는 척도다. '여러 번 채취하여 얻은 시료를 정해진 조건에 따라 측정하였을 때 각각의 측정값들 사이의 근접성'은 정밀성, '분석대상물질을 선택적으로 평가할 수 있는 능력'은 특이성(선택성)의 정의이며, '시험방법의 신뢰도를 평가하는 지표'처럼 막연히 신뢰도 지표라고만 하는 것은 정의가 될 수 없다.

참값 36.90에 대해 실험자 1의 평균은 32.99, 실험자 2의 평균은 36.23으로 실험자 2가 훨씬 정확하다. 흩어짐도 실험자 1은 30.11~35.98(표준편차 약 2.9)로 크고 실험자 2는 35.99~36.40(약 0.21)으로 작아 실험자 2가 더 정밀하다. 즉 실험자 2가 정확성과 정밀성 모두 앞선다.

시료 전처리가 포함된 분석법에서는 바탕시료와 실험실관리표준물질(LCS)도 시료와 똑같은 방법으로 전처리해 측정해야 전처리 과정의 오염·손실까지 함께 확인된다. 반면 교정검증표준물질은 검정곡선을 그릴 때 쓴 교정용 표준물질과 다른 것 을 써야 검증의 의미가 있으므로 '교정검증표준물질은 사용해 교정하며 이는 교정용표준물질과 같은 것을 사용해야 한다'는 설명은 틀렸다.

미지 시료에 농도를 아는 표준물질을 단계적으로 더해, 늘어난 신호로부터 원래 농도를 역산하는 방법이 표준물첨가법이다. 표준물질이 시료 자체 안에 들어가므로 매트릭스 효과가 그대로 상쇄되어, 시료 매질을 똑같이 재현하기 어렵거나 불가능할 때 특히 유용하다.

먼저 시료의 최대흡수파장을 선택(㉡)하고, 용매만 넣은 셀로 영점을 맞춘(㉠) 다음 표준용액의 흡광도를 측정(㉣)해 검량선을 작성(㉤)한다. 마지막에 시료용액의 흡광도를 측정(㉢)해 검량선에 대입한다. 검량선이 있어야 농도를 환산할 수 있으므로 시료 측정이 맨 뒤에 온다.

표면연소는 열분해나 증발 없이 고체 표면에서 산소와 직접 반응해 불꽃 없이 타는 연소로, 목탄·코크스·금속분이 대표적이다. 지문의 '표면의 열분해로 생긴 가연성 가스가 연소한다'는 설명은 분해연소에 해당한다.

특정옥외탱크저장소는 저장·취급하는 액체위험물의 최대수량이 100만L 이상인 옥외탱크저장소다(「위험물안전관리법 시행규칙」 별표 6). 50만L 이상 100만L 미만은 준특정옥외탱크저장소로 따로 구분한다.

비누 분자는 극성인 머리(–COO^-Na⁺)와 무극성인 긴 탄화수소 꼬리로 되어 있고, 기름때는 무극성 꼬리 쪽에 달라붙어 미셀 안에 갇힌 채 물로 씻겨 나간다. 머리 부분에 기름이 붙는다는 설명이 틀렸다. 트라이글리세라이드를 수산화나트륨으로 가수분해하면 글리세롤 1분자와 지방산 나트륨염 3분자가 생긴다.

건설공사나 일련의 공사·작업으로 폐기물을 배출하는 사업장의 신고 기준은 5톤 이상이다(「폐기물관리법 시행령」 제2조). 10톤이 아니다. 대기·수질 배출시설을 설치·운영하는 자는 1일 평균 100kg 이상, 그 밖의 사업장은 1일 평균 300kg 이상이 기준이다.

지정폐기물은 사업장폐기물 중 주변 환경을 오염시키거나 인체에 위해를 줄 수 있는 것으로, 폐유기용제·폐수처리 오니·의료폐기물 등이 해당한다. 생활폐기물은 사업장폐기물 자체가 아니므로 지정폐기물이 될 수 없다.

GHS의 대분류는 물리적 위험성·건강 유해성·환경 유해성 세 가지다. 화학적 위험성이라는 대분류는 없다.

원 위에 놓인 불꽃 그림문자가 산화성 가스(및 산화성 액체·고체)를 나타낸다. 불꽃만 그려진 것은 인화성, 느낌표(감탄부호)는 비교적 낮은 급성독성·피부자극성, 시험관에서 액체가 떨어져 표면을 갉아먹는 그림은 부식성이다.

아파트가 아닌 특정소방대상물이 특급 소방안전관리대상물이 되는 기준은 지하층 포함 30층 이상이거나 지상으로부터 높이 120m 이상이다(「화재의 예방 및 안전관리에 관한 법률 시행령」 별표 4). 100m가 아니다. 아파트는 지하층을 제외한 50층 이상이거나 높이 200m 이상이 기준이다.

불소(플루오린)는 유리 성분과 반응하므로 시료용기로 유리를 쓸 수 없고 폴리에틸렌(P) 용기를 쓴다. 냄새·페놀류·유기인은 플라스틱 용기의 흡착이나 용출 오염을 피하기 위해 유리(G) 용기에 채취·보존한다.

사고대비물질의 보관·저장 수량 기준은 시안화수소 1,500kg이므로 15,000kg으로 적은 것이 틀렸다. 포름알데히드 200,000kg, 메틸하이드라진 10,000kg, 포스겐 750kg은 기준과 일치한다. 시안화수소·포스겐처럼 급성독성이 극심한 물질일수록 기준 수량이 작게 정해진다.

과염소산은 강한 산화제여서 유기화합물·무기화합물과 격렬히 반응해 폭발할 수 있으므로 각별히 주의해야 한다. 알칼리는 유리를 침식하므로 유리용기 저장이 부적절하고, 희석은 물에 산을 조금씩 부어야 하며(반대로 하면 튄다), 피부·눈에 묻었을 때는 중화시키지 말고 즉시 다량의 흐르는 물로 씻어내야 한다.

급성독성 그림문자는 구분에 따라 '해골과 X자형 뼈'(구분 1~3) 또는 '감탄부호'(구분 4) 중 하나만 사용한다. 두 가지를 모두 써야 한다는 설명이 틀렸다. 그림문자가 5개 이상이면 4개만 표시할 수 있고, 신호어가 겹치면 '위험'만 표시하며, 물질명은 IUPAC 표준 명칭을 쓸 수 있다.

과염소산과 질산은 환원제가 아니라 강한 산화제다. 가연물과 접촉했을 때 격렬한 반응을 일으키는 것이므로 지문은 성질을 반대로 서술했다. 유기질소화합물의 가열·충격·마찰 폭발, 마그네슘 분말이 물·산과 반응해 수소를 내며 발열하는 것은 옳은 설명이다.

산화제는 가연물과 닿으면 화재 위험이 커지므로 목재 시약장이 아니라 불연성 재질의 전용 캐비닛에 가연물과 떨어뜨려 보관해야 한다. 인화성 액체는 전용 안전 캐비닛에, 유기산은 산 전용 캐비닛에, 금수성 물질은 물기가 없는 건조하고 서늘한 장소에 보관하는 것이 맞다.

방독면 정화통 색은 유기화합물용 갈색, 아황산용 노랑색, 암모니아용 녹색이고, 할로겐·황화수소·시안화수소용은 모두 회색이다. 황화수소용을 백색으로 연결한 것이 틀렸다.

금지표지 는 바탕 흰색, 기본모형 빨간색, 관련 부호 및 그림 검은색이다(「산업안전보건법 시행규칙」 별표 7). 지시표지는 바탕 파란색에 그림 흰색, 안내표지는 바탕 흰색에 녹색 또는 바탕 녹색에 흰색이므로 '지시표시: 바탕-흰색, 부호 및 그림-녹색 또는 바탕-녹색, 부호 및 그림-흰색'과 '안내표시: 바탕-파란색, 기본모형-흰색, 부호 및 그림-흰색'이라는 설명은 두 표지의 내용이 서로 뒤바뀌어 있다.

점검 항목은 액체·기체 상태의 유해화학물질을 완전히 밀폐한 상태로 보관하고 있는지를 확인하는 것이다. '완전히 개방된 장소에 보관하고 있는지'는 취급기준과 정반대라 틀렸다. 이송배관·접합부·밸브의 부식과 유출·누출, 보관용기의 파손·부식·균열, 물 반응성 물질이나 인화성 고체의 물 접촉에 따른 화재·폭발 가능성은 모두 실제 점검 항목이다.

OSHA의 보정계수는 $\dfrac{8}{H}$이므로 10시간 근무 시 보정된 노출기준은 $15\times\dfrac{8}{10}=12\,\mathrm{ppm}$이다. 근무시간이 8시간보다 길면 그만큼 노출기준을 낮춰 적용한다.

급성독성·폭발성 등이 강해 화학사고 발생 가능성이 높거나 사고가 나면 피해 규모가 클 것으로 우려되어 지정·고시하는 물질이 사고대비물질이다(「화학물질관리법」 제39조). 유독물질은 유해성이 일정 기준 이상인 물질, 허가물질은 사용 전 허가를 받아야 하는 물질, 제한물질은 특정 용도로의 사용이 금지된 물질을 가리킨다.

르 샤틀리에 원리에 따라 온도를 올리면 그 변화를 완화하는 방향, 즉 열을 흡수하는 흡열 반응 쪽으로 평형이 이동한다. 발열 반응 쪽으로 이동한다는 설명이 틀렸다.