15년 1회차

비중 1.8인 용액은 1mL당 질량이 1.8g이므로 1L(1000mL)의 질량은 1800g이며, 이 중 순도 96%가 실제 황산(H₂SO₄)이므로 황산의 질량은 $1800 \times 0.96 = 1728\,\mathrm{g}$이다.

황산의 분자량은 98g/mol이므로 몰수는 $\dfrac{1728}{98} \approx 17.6\,\mathrm{mol}$이 되고, 이 값이 곧 1L 용액에 들어있는 몰수, 즉 몰농도(M)가 된다.

균형이 맞추어진 계수는 a=4, b=5, c=4, d=6이다.

Ostwald 공정의 반응식은
$4\mathrm{NH_3} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{NO} + 6\mathrm{H_2O}$
로 균형이 맞는다.

질소 원자 수는 좌우 각각 4로 맞고, 수소 원자 수는 좌변 $4\times3=12$, 우변 $6\times2=12$로 일치하며, 산소 원자 수는 좌변 $5\times2=10$, 우변 $4\times1+6\times1=10$으로 일치한다.

용해도 60은 물 100g에 최대 60g의 염이 녹는다는 뜻이므로, 섭씨 70도의 포화용액은 물 100g과 염 60g, 즉 총 160g으로 이루어진다. 포화용액 100g 중 물과 염은 이 비율을 그대로 따르므로, 물은 $100 \times \dfrac{100}{160} = 62.5\,\mathrm{g}$, 염은 $100 \times \dfrac{60}{160} = 37.5\,\mathrm{g}$이 들어있다.

온도를 30도로 낮추면 물의 양(62.5g)은 변하지 않고, 이 온도의 용해도 20(물 100g당 20g)을 적용하면 최대로 녹을 수 있는 염의 양은 $62.5 \times \dfrac{20}{100} = 12.5\,\mathrm{g}$이다.

따라서 녹아있던 37.5g 중 12.5g만 용해 상태로 남고 나머지 $37.5 - 12.5 = 25\,\mathrm{g}$이 결정으로 석출된다. 냉각 후에도 용액은 계속 포화 상태를 유지하며 불포화가 되지는 않는다. 같은 계산법을 쓰면 30도의 포화용액 100g에 녹아 있는 염은 $100 \times \dfrac{20}{120} \approx 16.7\,\mathrm{g}$으로 20g이 아니다.

탄소 7개, 수소 16개로 이루어진 화합물(C₇H₁₆)은 알케인의 일반식 $\mathrm{C_nH_{2n+2}}$을 만족하는 직쇄 포화탄화수소다.

탄소수 7개인 알케인의 IUPAC 명칭은 헵탄(헵테인, heptane)이며, 펜탄(C₅), 헥산(C₆), 옥탄(C₈)은 각각 탄소수가 다른 별개의 화합물이다.

고체 물질의 용해도는 주로 온도에 따른 상평형으로 결정되며, 외부 압력을 가해도 고체와 용액의 부피 변화가 거의 없어 압력이 고체의 용해도에 미치는 영향은 매우 작다. 압력의 영향이 크게 나타나는 것은 오히려 기체의 용해도(헨리의 법칙)이다.

용해도가 특정 온도에서 일정량의 용매에 녹을 수 있는 용질의 최대량으로 정의된다는 것, 고체의 용해도가 대체로 온도 상승에 따라 커진다는 것, 기체의 용해도는 온도 상승에 따라 오히려 작아진다는 것은 모두 타당한 설명이다.

같은 주기에서는 원자번호가 커질수록 유효 핵전하가 커져 전자를 더 강하게 끌어당기므로 원자 반지름이 작아지고, 같은 족에서는 아래로 내려갈수록 전자껍질 수가 늘어 반지름이 커진다.

P와 S는 같은 3주기 원소인데 S가 P보다 원자번호가 크므로 S의 반지름이 더 작고(S<P), As와 Se는 같은 4주기 원소로 마찬가지 이유로 Se가 As보다 작다(Se<As). 또한 4주기 원소(As, Se)는 같은 족의 3주기 원소(P, S)보다 전자껍질이 하나 더 있어 전반적으로 반지름이 크다.

이 두 경향을 종합하면 3주기의 S, P가 4주기의 Se, As보다 작은 쪽에 위치하며, 작은 것부터 큰 순서로는 S<P<Se<As가 된다.

첨가중합은 탄소-탄소 이중결합이나 삼중결합을 가진 단위체가 그 결합을 끊으면서 곁가지 없이 사슬로 연결되는 중합 방식이다. 제시된 단위체 중 탄소-탄소 이중결합을 가진 것은 에틸렌(C₂H₄)뿐이며, 이는 첨가중합을 거쳐 폴리에틸렌을 만든다.

에테인(C₂H₆)은 단일결합만으로 이루어져 중합 반응성이 없다. 에틸렌글리콜(HOCH₂CH₂OH)은 하이드록시기를 두 개 가져 이산 등과 축합중합(폴리에스터)을 하는 단위체이고, 에탄올(HOCH₂CH₃)은 하이드록시기가 하나뿐이라 사슬을 계속 이어갈 수 없어 중합체를 만들지 못한다.

메타(m-)는 벤젠 고리에서 두 치환기가 1번과 3번 탄소에 붙은 배열, 곧 탄소 하나를 사이에 두고 떨어져 있는 상태를 말한다. 오르토(o-)는 서로 이웃한 1,2-, 파라(p-)는 고리를 가로질러 마주 보는 1,4- 배열이다.

다이나이트로벤젠이므로 나이트로기(–NO₂)가 반드시 두 개여야 한다. 나이트로기가 하나뿐인 구조는 나이트로벤젠이라 처음부터 제외되고, 두 나이트로기가 육각형의 인접한 두 꼭짓점에 붙은 것은 오르토-, 정반대 꼭짓점(위·아래)에 붙은 것은 파라-다이나이트로벤젠이다.

따라서 위쪽 꼭짓점의 –NO₂와 한 칸 건너뛴 꼭짓점의 –NO₂가 붙어 1,3-관계를 이루는 구조가 메타-다이나이트로벤젠이다. 참고로 나이트로기는 메타 지향성 치환기여서 나이트로벤젠을 다시 나이트로화하면 실제로도 m-다이나이트로벤젠이 주 생성물로 얻어진다.

전자배치 $1\mathrm{s}^2 2\mathrm{s}^2 2\mathrm{p}^6 3\mathrm{s}^2 3\mathrm{p}^3$의 전체 전자 수를 더하면 $2+2+6+2+3=15$가 되어, 원자번호 15번인 인(P)의 바닥상태 전자배치와 일치한다.

3p 오비탈에 전자 3개가 들어 있어 3p 부껍질이 반쯤 채워진 상태이며, 이는 인 원자의 특징적인 배치이다.

질산(HNO₃)은 강산으로 수용액에서 완전히 해리되므로 하이드로늄 이온 농도는 초기 농도와 같은 0.1M이 된다.

따라서 $\mathrm{pH} = -\log(0.1) = 1$이 된다.

염산(HCl, 분자량 36.45)의 몰수는 질량을 분자량으로 나눈 값이므로 $\dfrac{11.99}{36.45} \approx 0.3289\,\mathrm{mol}$이다.

몰농도는 몰수를 부피(L)로 나눈 값이므로, 부피는 $V = \dfrac{0.3289\,\mathrm{mol}}{5.48\,\mathrm{mol/L}} \approx 0.0600\,\mathrm{L} = 60.0\,\mathrm{mL}$가 된다.

알데하이드기(-CHO)를 가진 화합물(R-CHO)은 알데하이드(aldehyde)라고 부르며, 에테르는 두 탄화수소기가 산소 하나를 사이에 두고 연결된 R-O-R 구조를 가리키는 이름이다. 따라서 R-CHO를 에테르라고 표기한 것은 잘못된 명명이다.

R-OH는 알코올, R-CONH₂는 아마이드, R-CO-R는 케톤으로 표시한 나머지 세 가지는 관용적으로 옳은 명명이다.

짝산-짝염기 쌍은 양성자(H⁺) 하나만큼 차이가 나는 두 화학종을 말한다. NH₄⁺가 양성자 하나를 잃으면 NH₃가 되므로, 이 둘은 정확히 짝산-짝염기 관계다.

HCl의 짝염기는 Cl^-이지 OCl^-가 아니며, H₂SO₄와 SO₄^2-, H₃O⁺와 OH^-는 각각 양성자 두 개 차이가 나므로 한 단계짜리 짝산-짝염기 쌍이라 할 수 없다.

결합을 하나씩 세면 된다. 단일결합은 σ결합 1개, 이중결합은 σ 1개 + π 1개, 삼중결합은 σ 1개 + π 2개로 이루어진다. 즉 두 원자를 잇는 첫 번째 결합은 언제나 σ이고, 두 번째·세 번째 결합만 π다.

그림의 분자는 N≡C–CH=CCl₂ 구조로, 원자 사이의 결합은 모두 여섯 군데다. 질소와 탄소를 잇는 삼중결합 1개, 나이트릴 탄소와 이중결합 탄소를 잇는 C–C 단일결합 1개, C=C 이중결합 1개, 왼쪽 이중결합 탄소에 붙은 C–H 단일결합 1개, 오른쪽 탄소에 붙은 C–Cl 단일결합 2개이다.

따라서 σ결합은 결합 자리마다 하나씩 총 6개, π결합은 삼중결합에서 2개와 이중결합에서 1개를 합쳐 3개다. 그림에 점으로 찍힌 비공유 전자쌍(질소 1쌍, 각 염소 3쌍)은 결합이 아니므로 세지 않는다.

이산화탄소와 물의 질량비는 약 1.96:1이다.

부탄의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C_4H_{10} + \dfrac{13}{2}O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O}$이다. 부탄 1몰이 반응하면 이산화탄소 4몰과 물 5몰이 생성된다.

이산화탄소(분자량 44)의 질량은 $4 \times 44 = 176\,\mathrm{g}$, 물(분자량 18)의 질량은 $5 \times 18 = 90\,\mathrm{g}$이므로, 질량비는
$\dfrac{176}{90} \approx 1.96$
, 즉 약 1.96:1이 된다.

CaSO₄에서 Ca은 +2이고 화합물 전체 전하는 0이므로 SO₄^2- 부분의 전하는 -2가 된다. 산소 4개 전하의 합이 $4 \times (-2) = -8$이므로 황의 산화수는 $-2-(-8) = +6$이 되어야 하며, +4로 표시한 것은 틀린 값이다.

같은 방식으로 계산하면 SO₃^2-는 +4, SO₃는 +6, SO₂는 +4가 되어 나머지 세 화합물의 산화수 표기는 모두 옳다.

아세톤은 화학식 (CH 3 ) 2 CO로, 메틸기 두 개가 카보닐기에 연결된 가장 간단한 케톤이며 dimethylketone(다이메틸케톤)이라고도 부른다.

• propanal은 알데하이드인 CH 3 CH 2 CHO를 가리키는 이름이다.
• methylethylketone(MEK)은 CH 3 COCH 2 CH 3 (뷰탄온)을 가리키는 서로 다른 화합물의 이름이다.
• 카보닐기가 사슬 끝(1번 탄소)에 놓이면 케톤이 아니라 알데하이드가 되므로 1-propanone이라는 이름 자체가 성립하지 않는다.

반응식은 $2\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{H_2O}$이며, 같은 온도·압력에서 기체의 부피는 몰수에 비례한다(아보가드로 법칙). H₂ 1L는 화학량론상 O₂ 0.5L와만 반응하므로, 넣어준 O₂ 1L 중 절반만 소모되고 H₂가 먼저 다 쓰이는 한계 반응물이 된다.

반응 후 O₂는 $1 - 0.5 = 0.5\,\mathrm{L}$가 남고 생성된 수증기는 1L이므로(100℃, 1기압에서 물은 기체 상태), 용기 속 기체의 총 부피는 $1 + 0.5 = 1.5\,\mathrm{L}$가 된다.

질량이 가장 큰 것은 이산화탄소 분자 0.01몰 내에 들어있는 총 산소 원자이다.

273K, 1atm은 표준상태이므로 이상기체 0.224L는 $\dfrac{0.224}{22.4} = 0.01\,\mathrm{mol}$의 He이며 질량은 $0.01 \times 4 = 0.04\,\mathrm{g}$, 탄소 원자 0.01몰은 $0.01 \times 12 = 0.12\,\mathrm{g}$, 산소 원자 0.01몰은 $0.01 \times 16 = 0.16\,\mathrm{g}$이다.

이산화탄소(CO₂) 분자 1개에는 산소 원자가 2개 들어있으므로, CO₂ 0.01몰에 들어있는 산소 원자는 0.02몰이고 그 질량은 $0.02 \times 16 = 0.32\,\mathrm{g}$으로 네 가지 중 가장 크다.

불포화 탄화수소는 탄소-탄소 이중결합이나 삼중결합, 또는 방향족 고리를 포함해 같은 탄소수의 알케인보다 수소 원자 수가 적은 탄화수소를 말한다. alkene(이중결합), alkyne(삼중결합), arene(방향족)은 모두 이러한 불포화 결합을 가진다.

반면 alkane은 탄소 사이가 모두 단일결합으로 이루어진 포화 탄화수소이므로 불포화 탄화수소에 속하지 않는다.

전지의 선 표시법은 왼쪽에 산화가 일어나는 산화전극(anode), 오른쪽에 환원이 일어나는 환원전극(cathode)을 적고, 같은 상(phase) 안에서 서로 다른 화학종은 쉼표(,)로, 서로 다른 상의 경계는 세로선(|)으로, 염다리는 이중 세로선(∥)으로 구분해 나타낸다.

Cd(s) | Cd(NO₃)₂(aq) ∥ AgNO₃(aq) | Ag(s) 표기는 전극(고체)과 전해질 용액 사이의 상 경계를 세로선으로, 두 반쪽전지 사이를 염다리(이중 세로선)로 정확히 구분해 나타낸 형식이다.

이온세기는 $I = \dfrac{1}{2}\sum c_i z_i^2$로 정의된다. 0.10M KNO₃는 K⁺와 NO₃^-를 각각 0.10M씩(전하 ±1) 내놓고, 0.1M Na₂SO₄는 Na⁺ 0.20M(전하 +1)과 SO₄^2- 0.10M(전하 -2)를 내놓는다.

이를 대입하면 $I = \dfrac{1}{2}\left(0.10 \times 1^2 + 0.10 \times 1^2 + 0.20 \times 1^2 + 0.10 \times 2^2\right) = \dfrac{1}{2}(0.10+0.10+0.20+0.40) = 0.40$이 된다.

Ag₃PO₄의 용해도곱은 $K_{sp} = [\mathrm{Ag^+}]^3[\mathrm{PO_4^{3-}}]$이며, 침전이 생기기 시작하려면 이온곱이 K_sp를 넘어서야 한다.

[Ag⁺]가 0.010M로 일정하다고 하면, 침전이 시작되는 [PO₄^3-]의 조건은 $[\mathrm{PO_4^{3-}}] > \dfrac{K_{sp}}{[\mathrm{Ag^+}]^3} = \dfrac{1.3\times10^{-20}}{(0.010)^3} = 1.3\times10^{-14}$이다.

갈바니 전지는 자발적인 산화-환원 반응에서 나오는 화학에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치로, 산화전극과 환원전극에서 각각 산화·환원 반응이 동시에 일어나며 염다리를 이용해 두 반쪽전지의 전하 균형을 맞출 수 있다.

자발적으로 진행되는 반응의 전지 전위(E_cell)는 양(+)의 값을 가지는 것이 원칙이므로, 자발적 반응에서 전위차를 음수로 나타낸다는 설명은 자발성의 판단 기준과 반대여서 틀린 설명이다.

활동도 계수는 이온 세기가 같다면 전해질의 구체적인 종류와는 거의 무관하게 대체로 비슷한 값을 가지며, 대신 이온의 전하가 클수록 그리고 이온 세기가 커질수록 1에서 크게 벗어난다는 것이 일반적인 특성이다.

대단히 묽은 용액(이온세기가 0에 가까움)에서는 활동도 계수가 1에 가까워져 활동도와 몰농도가 사실상 같아지며, 활동도 계수는 특정 화학종이 평형에 미치는 영향을 보정해 주는 척도로 쓰인다. 따라서 활동도 계수가 전해질의 성질에 의존한다는 설명은 실제 특성과 어긋난다.

BaSO₄ 포화용액에 황산이나 BaCl₂처럼 SO₄^2-나 Ba²⁺를 공급하는 물질을 넣으면 공통이온 효과로 평형이 침전 쪽으로 이동해 BaSO₄가 더 석출된다. 또한 K_sp는 온도에 따라 값이 달라지는 평형상수이므로 온도의 함수라는 설명도 옳다.

반면 소금물(NaCl)처럼 공통이온을 포함하지 않는 전해질을 넣으면 용액의 이온 세기만 커져 각 이온의 활동도 계수가 작아지고, 이 때문에 오히려 BaSO₄의 용해도가 커지는 염 효과가 나타난다. 따라서 소금물을 넣으면 오히려 더 잘 녹게 되므로, 석출이 일어난다는 설명은 옳지 않다.

2양성자산인 탄산을 NaOH로 적정할 때 첫 번째 종말점은 양쪽성 화학종인 HCO₃^-가 주로 존재하는 지점으로, 이때의 pH는 근사적으로 두 산해리상수의 평균으로 구할 수 있다.

$\mathrm{pH} \approx \dfrac{pK_{a1}+pK_{a2}}{2} = \dfrac{6.4+10.3}{2} = 8.35$이므로, 첫 번째 종말점의 pH는 8에 가장 가깝다.

그림의 구조는 네 개의 카복실기가 모두 –COO⁻로 해리되어 있고, 두 질소 중 한쪽만 양성자를 받아 –NH⁺– 형태인 상태다. 즉 완전히 해리된 EDTA(Y⁴⁻)에 양성자가 하나 붙은 HY³⁻ 화학종이다.

EDTA는 완전 양성자화된 H₆Y²⁺부터 차례로 양성자를 잃는다. 주어진 pK를 순서대로 붙이면 H₆Y²⁺ →(pK 0.0) H₅Y⁺ →(1.5) H₄Y →(2.0) H₃Y⁻ →(2.66) H₂Y²⁻ →(6.16) HY³⁻ →(10.24) Y⁴⁻ 가 된다.

어떤 화학종은 자기가 생겨나는 pK와 자기가 없어지는 pK 사이의 pH에서 가장 많이 존재한다. HY³⁻는 pK 6.16에서 만들어져 pK 10.24에서 사라지므로 pH 약 6.2~10.2 구간의 주화학종이며, 보기 중에서는 pH 7이 이 구간에 들어간다.

참고로 pH 3이면 pK 2.66과 6.16 사이이므로 H₂Y²⁻가, pH 1이면 pK 0.0과 1.5 사이이므로 H₅Y⁺가, pH 12면 pK 10.24를 넘어 완전히 해리된 Y⁴⁻가 주화학종이 된다.

Cd²⁺가 암모니아 4분자와 결합하든 에틸렌디아민 2분자와 결합하든, 두 경우 모두 Cd²⁺에 배위하는 질소 원자의 수는 4개로 같고 형성되는 결합의 종류(Cd-N 결합) 역시 동일하다.

결합의 세기와 개수가 같으므로 두 착물 형성 반응의 엔탈피 변화는 서로 비슷하게 나타난다. 반면 에틸렌디아민처럼 한 분자가 두 자리로 배위하는 킬레이트 리간드를 쓰면 반응 전보다 반응 후의 입자 수가 더 많아져 엔트로피 변화가 크게 유리해지고, 이로 인해 전체 자유에너지 변화와 착물의 안정성은 두 경우에서 크게 달라진다(킬레이트 효과). 그 결과 더 안정한 착물을 만드는 쪽은 암모니아가 아니라 에틸렌디아민이다.

NaOH 25.10mL가 첨가되었을 때 용액의 pH는 10.30이다.

당량점(NaOH 25.00mL)을 지나 25.10mL가 첨가되었으므로, 과량으로 들어간 NaOH의 몰수를 계산해야 한다.

과량 부피는 $25.10-25.00=0.10\,\mathrm{mL}$이고, 여기에 들어있는 OH^-의 몰수는 $0.10\,\mathrm{mL} \times 0.1000\,\mathrm{M} = 0.010\,\mathrm{mmol}$이다.

전체 용액 부피는 $25.00+25.10=50.10\,\mathrm{mL}$이므로
$[\mathrm{OH^-}] = \dfrac{0.010}{50.10} \approx 2.0\times10^{-4}\,\mathrm{M}$
이고,
$\mathrm{pOH} = -\log(2.0\times10^{-4}) \approx 3.70$
이다. 따라서
$\mathrm{pH} = 14 - 3.70 = 10.30$
이 된다.

포화용액에서 칼슘 이온의 몰농도는 약 2.1×10^-4 M이다.

CaF₂는 물에서 $\mathrm{CaF_2 \rightleftharpoons Ca^{2+} + 2F^-}$로 해리하므로, 몰용해도를 s라 하면 $[\mathrm{Ca^{2+}}]=s$, $[\mathrm{F^-}]=2s$이다.

$K_{sp} = [\mathrm{Ca^{2+}}][\mathrm{F^-}]^2 = s(2s)^2 = 4s^3 = 3.9\times10^{-11}$이므로 $s^3 = 9.75\times10^{-12}$이고, 세제곱근을 구하면
$s \approx 2.1\times10^{-4}\,\mathrm{M}$
이 칼슘 이온의 몰농도가 된다.

Hg₂(IO₃)₂는 $\mathrm{Hg_2(IO_3)_2 \rightleftharpoons Hg_2^{2+} + 2IO_3^-}$로 해리하며, 0.10M KIO₃나 0.30M NaIO₃처럼 공통이온인 IO₃^-를 미리 넣어주면 공통이온 효과로 평형이 왼쪽으로 밀려 Hg₂²⁺의 용해도가 크게 줄어든다.

반면 0.20M KNO₃는 공통이온을 포함하지 않는 전해질이므로, 용액의 이온 세기만 높여 각 이온의 활동도 계수를 낮추는 염 효과를 일으킨다. 이 효과는 용해도곱을 만족하는 데 필요한 몰농도를 오히려 증가시키므로, 아무것도 넣지 않은 증류수보다도 용해도가 커져 네 조건 중 Hg₂²⁺의 농도가 가장 크게 나타난다.

CaF₂(s) ⇌ Ca²⁺(aq) + 2F^-(aq)의 용해평형에서 KF를 첨가하면 F^- 농도가 증가해 공통이온효과에 의해 평형이 왼쪽(고체 쪽)으로 이동하므로, 용해되는 Ca²⁺의 몰 농도는 감소한다.

반대로 HCl을 첨가하면 H⁺가 F^-와 결합해 약산인 HF를 생성하여 F^-를 소모하므로 평형이 오른쪽으로 이동해 Ca²⁺ 농도는 오히려 증가하며, KCl은 CaF₂의 평형에 관여하는 공통이온을 제공하지 않으므로 몰 농도를 감소시키지 않는다.

H₂O를 첨가하는 경우에도 과량의 고체 CaF₂가 남아 있어 다시 포화 상태에 도달하므로, 평형 상태의 Ca²⁺ 몰 농도는 용해도 값 그대로 유지되어 감소하지 않는다.

0.028M NaCN 수용액의 pH는 약 10.9이다.

NaCN은 강염기와 약산(HCN)의 염이므로 물에 녹으면 CN^-가 물과 반응해 약한 염기성을 나타낸다.

HCN의 Ka로부터 짝염기 CN^-의
$K_b = \dfrac{K_w}{K_a} = \dfrac{1.0\times10^{-14}}{4.9\times10^{-10}} \approx 2.0\times10^{-5}$
를 얻는다.

$\mathrm{CN^- + H_2O \rightleftharpoons HCN + OH^-}$ 평형에서
$[\mathrm{OH^-}] \approx \sqrt{K_b \times C} = \sqrt{2.0\times10^{-5}\times0.028} \approx 7.6\times10^{-4}\,\mathrm{M}$
이므로 $\mathrm{pOH}\approx3.12$가 된다. 따라서
$\mathrm{pH} = 14-3.12 \approx 10.9$
가 된다.

염화나트륨의 몰수는 질량을 분자량으로 나눈 값이므로 $\dfrac{5.8}{58} = 0.1\,\mathrm{mol}$이다.

이를 100mL(0.1L)에 녹였으므로 몰농도는 $\dfrac{0.1\,\mathrm{mol}}{0.1\,\mathrm{L}} = 1.0\,\mathrm{M}$이 된다.

아질산은 약산이므로 $\mathrm{HNO_2 \rightleftharpoons H^+ + NO_2^-}$ 평형을 이룬다. 초기농도에 비해 해리도가 크지 않다고 보고 근사하면 $[\mathrm{H_3O^+}] \approx \sqrt{K_a \times C} = \sqrt{5.1\times10^{-4}\times0.15}$이다.

계산하면 $[\mathrm{H_3O^+}] \approx \sqrt{7.65\times10^{-5}} \approx 8.75\times10^{-3}\,\mathrm{M}$으로, 약 0.00875M이 된다.

일차 표준물질은 대기 중에서 안정하고 조성이 일정하며, 흡습이나 풍화 문제가 없도록 결정수(수화수)를 포함하지 않아야 한다. 또한 적은 양을 저울에 달아도 상대오차가 작도록 가급적 몰 질량이 커야 한다.

반대로 용해도 측면에서는 적정에 사용할 매질(주로 물)에 잘 녹아야 정확하고 신속하게 표준용액을 만들 수 있으므로, 용해도가 작아야 한다는 조건은 일차 표준물질의 요건과 거리가 먼 설명이다.

아민(약염기)의 $K_b = 10^{-5.80} \approx 1.58\times10^{-6}$이며, 0.2M 수용액에서 $[\mathrm{OH^-}] \approx \sqrt{K_b \times C}$로 근사할 수 있다.

계산하면 $[\mathrm{OH^-}] \approx \sqrt{1.58\times10^{-6}\times0.2} \approx 5.6\times10^{-4}\,\mathrm{M}$이므로 $\mathrm{pOH} \approx 3.25$가 된다.

따라서 $\mathrm{pH} = 14-3.25 = 10.75$가 된다.

플라스크에 채운 증류수의 질량은 물이 채워진 상태의 질량에서 빈 플라스크의 질량을 뺀 값, 즉 $20.2144-10.2634$(g)이다.

물 1g의 부피가 1.0029mL라는 것은 질량에 이 값을 곱하면 부피가 된다는 뜻이므로, 플라스크의 부피는 물의 질량에 1.0029를 곱한 $(20.2144-10.2634)\times1.0029$로 나타낸다.

MnO₄^-에서 망간(Mn)의 산화수는 +7이다.

과망가니즈산 이온 MnO₄^-에서 산소는 산화수 -2, 이온 전체 전하는 -1이므로 산화수의 합은 -1이 되어야 한다.

산소 4개의 산화수 합은 $4\times(-2)=-8$이므로, 망가니즈의 산화수를 x라 하면 $x+(-8)=-1$에서 $x=+7$이 된다.

이 때문에 망가니즈는 강한 산화제로 작용해 과망가니즈산법 등 산화환원 적정에 널리 쓰인다.

흡광광도법(분광분석)의 일반적인 분석 절차는 발색 반응에 필요한 시약을 준비한 뒤, 시료 용액과 표준용액을 각각 발색시키고, 이어서 흡광도를 측정하는 순서로 진행된다.

측정된 표준용액들의 흡광도로부터 농도-흡광도 관계인 검량선을 작성하고, 마지막으로 시료의 흡광도를 검량선에 대입해 정량한다.

발색을 흡광도 측정보다 먼저 하지 않으면 애초에 측정할 흡광도가 존재하지 않으며, 검량선 역시 표준용액들의 흡광도 측정값이 있어야 작성할 수 있으므로 이 순서가 논리적으로 타당하다.

비분산(non-dispersive) 시스템은 방전등이나 속빈 음극등처럼 선 스펙트럼을 내는 광원을 사용하기 때문에, 굳이 단색화 장치로 파장을 주사(scan)하지 않아도 원하는 원소의 특정 파장만 선택적으로 들뜨게 할 수 있다.

따라서 단색화 장치로 원하는 파장의 스펙트럼을 주사해야 한다는 설명은 비분산 시스템의 특징과 맞지 않는다 — 이는 오히려 연속광원과 회절격자를 쓰는 분산형 시스템에 해당하는 절차다.

실제로 비분산 시스템은 광원, 원자화장치, 검출기만으로 간단히 구성될 수 있고, 여러 원소의 방출선을 동시에 검출해 다성분 분석에도 쉽게 응용되며, 넓은 대역의 에너지를 한꺼번에 모으므로 감도도 높다.

물분자의 기준진동의 자유도는 3이다.

비선형(굽은형) 삼원자 분자인 물(H₂O)의 진동 자유도는 $3N-6$ 공식으로 구한다. 원자 수 $N=3$이므로 $3\times3-6=3$이 된다.

즉 물 분자는 대칭신축, 비대칭신축, 굽힘(scissoring) 진동의 세 가지 기준진동 모드를 가지며, 세 모드 모두 쌍극자모멘트 변화를 수반해 적외선 활성(IR active)이다.

유도결합플라스마(ICP) 방출분광법은 아르곤 플라스마를 광원으로 써서 미광(stray light) 복사선의 세기가 낮다는 것이 큰 장점으로 꼽힌다. 따라서 높은 세기의 미광 복사선이라는 설명은 ICP의 실제 특성과 반대되는 서술이다.

ICP는 이 밖에도 높은 온도와 안정적인 방전 덕분에 고분해능으로 스펙트럼선을 분리할 수 있고, 신호가 안정적이어서 정밀한 세기 읽기가 가능하며, 시료 도입부터 신호 안정까지 걸리는 시간이 짧아 빠른 신호 획득과 회복이 이루어진다.

플라즈마 원자발광분광법으로 정량분석을 할 때는 매트릭스 효과를 최소화하기 위해 표준용액과 시료 용액의 조성을 가급적 일치시켜야 한다. 따라서 조성이 달라야 한다는 설명은 정량분석의 기본 원칙과 정반대다.

이와 함께 표준용액이 변질·오염되지 않도록 관리하고, 표준시료로 분석법의 신뢰성을 주기적으로 점검하며, 다른 원소의 방출선과 겹치는 분광 간섭이 없는 분석선을 선택하는 것이 정량분석의 정확도를 확보하는 데 중요하다.

이산화탄소(CO₂)는 선형 대칭 분자이지만, 비대칭 신축진동과 굽힘진동에서 쌍극자모멘트 변화가 발생하므로 적외선을 흡수한다(대기 중 CO₂의 적외선 흡수는 온실효과의 핵심 원리이기도 하다). 따라서 CO₂ 분자는 IR peak를 나타내지 않는다는 설명이 틀렸다.

나머지 설명들은 모두 타당하다 — 전이에 필요한 에너지 크기는 회전전이가 가장 작고 전자전이가 가장 커서 순서대로 회전전이 < 진동전이 < 전자전이가 되며, IR 분광법은 주로 분자의 진동운동을 관찰하는 기법이고, 유기·무기 화합물 모두의 정성·정량분석에 폭넓게 활용된다.

지문은 밀도(굴절률)가 다른 두 투명 매질의 경계면에 복사선이 비스듬히 들어갈 때 두 매질에서의 빛의 속도가 다르기 때문에 진행 방향이 꺾이는 현상을 서술하고 있다. 이것이 바로 굴절(refraction)이다.

매질에서의 빛의 속도 v와 굴절률 n 사이에는 n = c/v 관계가 있고, 입사각 θ₁과 굴절각 θ₂는 스넬의 법칙 n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂를 따른다. 굴절률이 큰 매질에서는 속도가 느려지므로 빛살이 법선 쪽으로 꺾이며, 지문이 “어느 한 각도로”라고 단서를 단 이유는 수직으로 입사하면(입사각 0°) 방향 변화가 생기지 않기 때문이다.

나머지는 성격이 다르다. 산란은 매질 입자와 상호작용해 복사선이 사방으로 퍼져 나가는 현상, 반사는 경계면에서 되돌아 나오는 현상, 흡수는 복사선의 에너지가 물질의 에너지 준위 전이에 쓰여 세기가 줄어드는 현상으로, 어느 것도 “두 매질의 속도차에 의한 진행 방향 변화”로 설명되지 않는다.

적외선 흡수 파수는 화학결합의 힘상수(결합 세기)가 클수록, 진동에 관여하는 원자의 환산질량이 작을수록 커진다. C-H 신축진동은 탄소의 혼성궤도에 따라 파수가 달라지는데, sp 혼성인 삼중결합의 C-H(≡C-H)가 s 궤도함수 성분 비율이 가장 높아 결합이 가장 짧고 강하다.

이 때문에 ≡C-H 신축진동은 약 3300cm^-1 부근에서 나타나 sp² 혼성인 =C-H(약 3000~3100cm^-1)나 sp³ 혼성인 -C-H(약 2850~2960cm^-1)보다 뚜렷이 높은 파수를 보이며, C≡C 자체의 신축진동(약 2100~2260cm^-1)보다도 파수가 크다.

흡광도는 1.5, 투광도는 3.16%로 계산된다.

비어-람베르트 법칙
$A=\varepsilon b c$

몰흡광계수 $\varepsilon=300\ \mathrm{M^{-1}cm^{-1}}$, 셀 길이 $b=1.0\ \mathrm{cm}$, 농도 $c=0.005\ \mathrm{M}$을 대입하면
$A=300\times1.0\times0.005=1.5$

투광도는 $A=-\log T$ 관계에서
$T=10^{-A}=10^{-1.5}\approx0.0316$
즉 백분율로 나타내면 약 3.16%이다.

슬릿 나비를 넓히면 통과하는 빛의 양이 늘어나 신호가 커지므로 신호대잡음비(S/N)가 커지고, 여러 파장이 함께 검출기에 들어와 서로 가까운 공명선들을 구별하기 어려워지며, 비단색광 성분이 늘어나 검정곡선이 고농도 영역에서 휘어지는 현상이 나타난다.

반면 슬릿을 넓히면 파장 선택의 순도(단색성)가 떨어지므로 정확도는 오히려 감소한다. 따라서 정확도가 증가한다는 것은 슬릿 나비를 넓힐 때 나타나는 현상이 아니다.

냉증기 원자흡수분광법(CVAAS)은 수은을 Hg⁰ 증기 상태로 만들어 흡수신호를 측정하는데, 수은은 상온에서도 휘발성이 매우 크므로 산 분해 등 전처리 과정에서 시료를 열린 상태로 열판 위에서 가열하면 수은이 증발해 손실될 수 있다. 따라서 CVAAS 전처리는 밀폐된 용기에서 수행해야 한다는 설명이 옳다.

반면 알킬수은과 같은 유기수은 화합물은 무기수은으로 산화 분해하는 전처리를 거쳐야 CVAAS로 정량할 수 있고, CVAAS는 수은 증기만을 다루는 별개의 기법으로 수소화물 생성법과는 원리가 다르며, 유기물 분해에 쓴 KMnO₄나 (NH₄)₂S₂O₈ 같은 강산화제는 환원 단계 전에 반드시 제거해야 측정에 방해가 없다.

ICP와 같은 플라즈마 광원 방출분광법의 대표적인 장점은 하나의 들뜸(여기) 조건에서 여러 원소의 스펙트럼을 동시에 얻을 수 있다는 점이다. 이는 플라즈마의 온도가 매우 높고 안정적이어서 다양한 원소를 동시에 들뜨게 할 수 있기 때문이다.

이와 달리 플라즈마의 온도는 불꽃보다 오히려 높기 때문에 원소 상호간 화학적 방해가 오히려 줄어들고, 높은 온도 덕분에 내화성 화합물을 만드는 원소나 비금속 원소까지 폭넓게 분석할 수 있다는 점에서도 불꽃분광법과 차별화된다.

적외선 스펙트럼에서 작용기의 특성 신축진동이 비교적 뚜렷이 구분되어 나타나는 관능기 영역과 달리, 그보다 낮은 파수 영역에서는 분자 골격의 굽힘·비틀림 진동이 복잡하게 겹쳐 나타나 분자마다 고유한 패턴을 이룬다. 이 낮은 파수 영역을 지문영역(fingerprint region)이라 하며, 대략 1200~600cm^-1 부근으로 구분된다.

지문영역은 개별 결합의 특성진동을 해석하기보다는 전체 스펙트럼 패턴을 비교해 화합물을 식별(정성)하는 데 주로 활용된다.

전자기복사의 에너지는 $E=h\nu=\dfrac{hc}{\lambda}$ 관계에 따라 파장이 길수록(진동수가 작을수록) 작아진다. 자외선-가시광선-적외선-마이크로파 순으로 파장이 길어지므로 에너지는 자외선이 가장 크고 마이크로파가 가장 작다.

따라서 보기 중 마이크로파가 가장 긴 파장을 가지며, 그만큼 광자 하나가 갖는 에너지도 가장 작다.

분자의 형광 세기에 영향을 미치는 대표적인 변수로는 들뜬 상태 분자가 형광을 내며 바닥상태로 돌아가는 비율을 나타내는 양자효율, 전이 유형(π*→π 전이가 π*→n 전이보다 형광을 낼 확률이 크다)과 같은 에너지 전이형태, 그리고 온도와 용매의 극성(온도가 높아지면 충돌에 의한 비발광 감쇠(quenching)가 늘어 형광이 약해지고, 용매의 극성은 들뜬상태의 안정화 정도를 바꿔 형광 세기와 파장에 영향을 준다) 등이 있다.

전자쌍 효과는 형광의 세기를 설명할 때 일반적으로 다루는 표준 변수가 아니며, 이 보기가 형광 세기에 영향을 주는 변수로 보기 어렵다.

광원에서 나온 빛이 시료를 그대로 통과해 검출기로 들어가는 흡수 분광법은 광원-시료-검출기가 일직선으로 놓인다. 원자흡수(AA) 분광기, UV-Visible 분광기, IR 분광기가 모두 여기에 해당한다.

반면 시료가 다시 내보내는 빛을 재는 방법은 강한 입사광이 검출기에 직접 들어오면 미약한 신호가 묻혀 버린다. 그래서 그림처럼 광원 축을 지나 시료를 통과한 빛은 그대로 흘려보내고, 검출기는 그와 90° 방향에 놓아 투과광을 피한다. Raman 분광기(비탄성 산란광 측정)와 형광 및 인광 분광기(들뜬 분자가 방출하는 빛 측정)가 이 직각 배치를 쓴다.

직각 배치의 이점은 배경 신호가 거의 0인 어두운 바탕 위에서 신호를 재게 되어 검출한계가 크게 낮아진다는 점이다. 흡수법은 큰 투과광 위에 얹힌 작은 감소분을 읽어야 하므로 이런 이점을 얻을 수 없고, 광원과 검출기를 직각으로 두면 아예 신호가 잡히지 않는다.

진공광전관(vacuum phototube)은 진공관 안의 광음극(photocathode)에 빛이 입사하면 표면에서 전자가 튀어나오는 광전효과(photoelectric effect)를 이용해 복사선의 세기를 전류 신호로 바꾸는 검출기다.

입사광의 세기가 클수록 방출되는 광전자의 수가 많아져 회로에 흐르는 전류가 커지므로, 이 전류를 측정해 복사선의 세기를 정량할 수 있다.

형광은 들뜬 단일항 상태에서 바닥 단일항 상태로 전이하며 빛을 내는 현상이고, 인광은 스핀이 반전되어 들뜬 삼중항 상태를 거친 뒤 바닥 단일항 상태로 전이하는 현상이다. 인광은 스핀 금지 전이이므로 일어날 확률이 낮고, 그만큼 들뜬 삼중항 상태의 수명이 형광의 들뜬 단일항 상태보다 훨씬 길다.

그런데 인광에서 스핀이 짝을 이루지 않으면 분자는 들뜬 단일항 상태로 있다는 설명은 모순이다 — 전자스핀이 짝을 이루지 않은(양쪽 스핀 방향이 같은) 상태는 정의상 삼중항 상태이지 단일항 상태가 아니다. 따라서 이 설명이 틀렸다.

파수(wavenumber)는 파장의 역수로 정의되며, 파장을 cm 단위로 환산해 계산한다. $2.5\ \mu\mathrm{m} = 2.5\times10^{-4}\ \mathrm{cm}$이므로,

$\tilde{\nu}=\dfrac{1}{\lambda}=\dfrac{1}{2.5\times10^{-4}\ \mathrm{cm}}=4000\ \mathrm{cm^{-1}}$이 된다.

퓨리에 변환 적외선(FT-IR) 기기가 분산형 기기보다 나은 점으로는, 슬릿 없이 광원의 빛을 그대로 통과시켜 얻는 높은 산출량(throughput), 간섭계에 결합된 레이저로 눈금을 매겨 얻는 정밀하고 재현성 높은 파장 선택, 그리고 움직이는 부품이 거울 하나뿐이라는 간단한 기계적 설계가 꼽힌다.

또한 간섭계는 광원에서 나온 빛만 특정 진동수로 변조하므로, 시료나 주위에서 나오는 변조되지 않은 IR 방출과 미광은 신호로 검출되지 않는다. 즉 FT-IR은 IR 방출의 영향을 오히려 제거해 주는 것이 이점이므로, IR 방출의 제거를 하지 않는다는 서술은 FT-IR이 분산형보다 좋은 점이 될 수 없다.

기체 크로마토그래피(GC)는 기체 상태의 분석물을 컬럼에서 분리해 검출하는 기법이므로, 질량분석기(MS), 불꽃이온화검출기(FID), 열전도도검출기(TCD)처럼 기체 시료를 직접 다루는 검출기들이 널리 쓰인다.

반면 전기화학 검출기(electrochemical detector)는 전극과 전해질 용액 사이의 산화환원 반응을 이용하는 방식이라 액체 이동상을 전제로 하며(주로 HPLC에서 사용), 기체 상태로 흘러나오는 GC 유출물에는 원리상 적용하기 어렵다.

열무게분석법(TG)에서 전기로 내부를 질소나 아르곤 같은 불활성 기체로 채우는 것은, 가열 중 시료가 대기 중 산소와 반응해 산화되는 것을 억제하기 위해서다.

공기 중(산소 존재 하)에서 가열하면 시료가 산화되어 질량 변화 곡선이 열분해에 의한 순수한 질량 감소와 뒤섞여 나타나므로, 불활성 기체 분위기로 산화 반응을 차단해 열분해 거동만을 순수하게 관찰할 수 있게 한다.

퍼지-트랩(purge and trap)은 액체나 고체 시료에 불활성 기체를 불어넣어 휘발성 물질을 몰아낸 뒤, 3중의 흡착제가 들어 있는 흡착관에 붙잡아 농축하는 기법이다. 퍼지를 충분히 하면 분석물질을 시료로부터 사실상 100% 회수할 수 있어 감도가 높다는 것이 이 방법의 특징이다.

반면 용융실리카 섬유에 액체 정지상을 입혀 화합물을 흡착시키는 방식은 고체상 미량추출(SPME)의 원리이며, 이때 쓰는 정지상도 휘발성이 아니라 비휘발성이어야 한다. 따라서 이 서술은 퍼지-트랩 기구에 대한 설명으로 맞지 않는다.

충전입자의 크기는 이동상이 입자 사이를 지나는 경로 길이가 서로 달라져 생기는 다중통로(에디) 넓힘에 영향을 주며, 동시에 고정상 내부로의 물질이동 저항(질량이동계수)에도 영향을 미친다.

세로(종)확산에 의한 봉우리 넓힘은 분석물질이 컬럼에 머무는 시간이 길수록, 즉 이동상 속도가 느릴수록 확산할 시간적 여유가 많아져 커지므로, 세로확산의 기여는 이동상 속도에 반비례한다. 따라서 세로확산은 이동상의 속도에 비례한다는 설명이 틀렸다.

한편 이동상에서의 확산계수가 클수록 같은 시간 동안 더 멀리 퍼지므로 세로확산에 의한 봉우리 넓힘은 커지며, 이는 타당한 설명이다.

열린 관(모세관) 컬럼은 관 가운데가 뚫려 있어 이동상의 흐름 저항, 즉 압력강하가 충전 컬럼보다 훨씬 작다. 그 덕분에 큰 압력을 걸어 줄 필요가 없고, 얇은 정지상 피막으로 물질이동이 빨라 이론단 수가 크게 늘어나므로 분해능이 좋아지며 같은 분리를 더 짧은 시간에 끝낼 수 있다.

다만 관 안에 들어 있는 정지상의 양이 매우 적기 때문에 주입할 수 있는 시료 용량은 오히려 충전 컬럼보다 작다. 시료를 많이 넣으면 정지상이 포화되어 봉우리가 일그러지므로 분할 주입(split injection)으로 시료량을 줄여 넣는 것이 보통이다. 따라서 주입 시료 용량이 커진다는 것은 열린 관 컬럼의 장점이 아니다.

순환전압전류법(CV)은 작업전극의 전위를 한쪽 방향으로 주사했다가 다시 반대 방향으로 되돌리는(순환시키는) 방식으로 전위를 걸어주면서 전류 응답을 측정하는 기법이다. 산화·환원 봉우리의 전위 위치로 특정 성분을 정성적으로 확인하고, 봉우리 전류의 크기로 정량도 가능하다. 따라서 특정성분의 정량 및 정성이 가능하다는 설명이 CV의 특징을 옳게 나타낸다.

반면 지지전해질은 전류가 물질전달에 의해 제한되지 않도록 분석물질보다 훨씬 높은 농도로 넣어야 하고, 산화환원 전위가 서로 다른 여러 성분이 섞여 있어도 각각의 봉우리로 구분해 함께 조사할 수 있으며, 전위를 한 방향으로만 주사하는 것이 아니라 정방향과 역방향으로 순환시키는 것이 이 기법의 본질적인 특징이다.

(M+1) 봉우리는 분자 안의 원자 하나가 질량수가 1 큰 동위원소로 바뀐 분자이온이 만드는 것이다. C₁₂H₂₄에서는 탄소 하나가 ¹³C인 경우와 수소 하나가 ²H인 경우가 여기에 해당한다.

표에 주어진 존재 백분율은 ¹H 대비 무거운 수소 동위원소가 0.015%, ¹²C 대비 무거운 탄소 동위원소가 1.08%다. 같은 원소가 여러 개 있으면 그만큼 확률이 더해지므로
(M+1)⁺/M⁺ = 12 × 1.08% + 24 × 0.015% = 12.96% + 0.36% = 13.32% 이다.

계산에서 보듯 이 봉우리 비는 사실상 탄소 수에 비례한다(탄소 1개당 약 1.1%). 수소는 24개를 다 합쳐도 0.36%에 그친다. 이 관계를 거꾸로 이용하면 실측한 (M+1)/M 비를 1.1%로 나누어 미지 화합물의 탄소 수를 어림할 수 있다.

기준전극을 사용할 때는 내부충전용액이 접합부를 통해 바깥(시료 쪽)으로 조금씩 흘러나가도록 내부 용액의 수위를 시료 용액의 수위보다 높게 유지해야, 시료가 기준전극 내부로 역류해 들어가 전극이 오염되는 것을 막을 수 있다. 따라서 수위가 시료의 수위보다 낮게 유지시켜야 한다는 설명은 반대로 서술되어 틀렸다.

나머지 설명은 모두 타당하다 — 염화이온, 수은, 칼륨, 은 이온처럼 기준전극의 충전액 성분과 반응하거나 간섭할 수 있는 이온을 정량할 때는 염다리를 두어 오차를 줄이며, 이때 염다리에는 질산칼륨이나 황산나트륨처럼 전극전위에 영향을 주지 않는 전해질을 채우고, 기준전극은 셀의 IR 저항을 최소화하기 위해 가능한 작업전극 가까이 위치시킨다.

장이온화법(field ionization, FI)은 날카로운 금속 탐침 끝에 매우 강한 전기장을 걸어 시료 분자에서 전자를 터널링시켜 이온화하는 방법이다. 따라서 FI를 빠른 이온살과 짝짓는 것은 틀렸다 — 빠른 이온(또는 원자) 흐름을 이용하는 것은 고속원자충격법(FAB) 같은 별개의 이온화 기법이다.

나머지 짝짓기는 모두 타당하다 — 전자충격이온화(EI)는 빠른 전자빔으로 분자를 때려 이온화하고, 화학이온화(CI)는 반응기체에서 생성된 이온과의 이온-분자 반응으로 시료를 이온화하며, 장탈착법(FD)은 높은 전위가 걸린 방출체 표면에서 이온을 직접 탈착시킨다.

정상(normal-phase) 크로마토그래피는 극성 고정상과 비극성(낮은 극성)의 이동상을 조합해 쓰는 방식으로, 물처럼 극성이 큰 용매는 정상 분리의 이동상으로 적합하지 않다. 따라서 정상 분리의 주된 장점은 물을 이동상으로 사용할 수 있다는 것이라는 설명은 틀렸다 — 물을 이동상으로 널리 쓰는 것은 오히려 역상(reverse-phase) 크로마토그래피의 특징이다.

나머지 설명은 타당하다 — 역상 크로마토그래피는 비극성 고정상에 극성이 높은 이동상(물, 메탄올 등)을 주로 사용하며, 충전물에 결합된 피막이 비극성 성질을 가지면 이를 역상으로 분류한다.

질량 스펙트럼에서 기준 봉우리(base peak)는 스펙트럼에 나타난 여러 이온 봉우리 중 세기(상대 존재비)가 가장 큰 봉우리를 가리키며, 관례적으로 이 봉우리의 세기를 100%로 놓고 다른 봉우리들의 상대세기를 나타낸다.

기준 봉우리는 반드시 분자이온 봉우리와 일치하는 것은 아니며, 화합물이 이온화 과정에서 가장 잘 생성하는 안정한 조각이온이 기준 봉우리가 되는 경우가 많다.

사중극자 분석기, 이중초점 분석기, 자기장 부채꼴 분석기는 모두 이온을 질량 대 전하비(m/z)에 따라 서로 다른 경로로 분리해내는 질량분석관(mass analyzer)이다.

반면 전자증배관(electron multiplier)은 질량분석관을 통과해 분리된 이온을 감지해 전기신호로 증폭하는 검출기이며, m/z에 따라 이온을 분리하는 장치가 아니다.

머무름인자(retention factor) k는 $k=\dfrac{t_R-t_M}{t_M}$로 정의되며, 분석물질이 정지상에 붙잡혀 있는 시간과 이동상과 함께 흘러가는 시간의 비를 뜻한다. 이 값이 클수록 분석물질이 정지상에 오래 붙잡혀 컬럼을 그만큼 천천히 빠져나온다.

즉 머무름인자는 분석물질이 컬럼을 통과하는 이동 속도가 이동상 자체의 속도에 비해 얼마나 지연되는지를 나타내는 값이다. 두 상 사이의 농도비 자체를 뜻하는 분배계수나, 두 성분의 봉우리가 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 분리도와는 구별되는 개념이다.

Mg²⁺, Ca²⁺와 같은 무기 양이온은 이온교환 크로마토그래피(이온크로마토그래피)를 이용해 이온교환수지와의 상호작용 차이로 분리·정량하는 것이 가장 대표적인 방법이다.

크기배제 크로마토그래피는 분자 크기 차이로 분리하는 고분자용 기법이고, 기체 크로마토그래피는 휘발성 화합물에, 일반 분배 크로마토그래피는 유기 화합물 분리에 주로 쓰여 금속 양이온 분석에는 적합하지 않다.

질량분석기에서 질량분석관(mass analyzer)은 이온화된 시료를 m/z 값에 따라 서로 다른 방향으로 분산·분리시키는 역할을 한다.

광학 분광계에서 이와 유사한 역할을 하는 것은 회절격자(회절발, 단색화 장치)로, 입사한 복합광을 파장에 따라 서로 다른 방향으로 분산시켜 원하는 파장을 선택할 수 있게 해준다. 즉 분리·분산이라는 기능적 유사성에서 질량분석관과 회절격자가 대응된다.

시료 중 MgC₂O₄·2H₂O의 함량은 약 80%로 계산된다.

가열 후 남은 잔류물(1.04g)은 시료 중 MgC₂O₄·2H₂O가 분해되어 생긴 MgO와, 500℃에서 안정한 나머지 물질의 합이다.

시료 중 MgC₂O₄·2H₂O의 질량을 $x$라 하면, 이로부터 생성되는 MgO의 질량은 몰비 1:1 관계로
$x\times\dfrac{40.30}{148.36}$

나머지 안정한 물질의 질량은 $(2.50-x)$이므로, 가열 후 총 잔류질량 식은
$x\times\dfrac{40.30}{148.36}+(2.50-x)=1.04$

이를 정리하면
$x\left(1-\dfrac{40.30}{148.36}\right)=2.50-1.04=1.46$
즉 $x\times0.7284\approx1.46$에서 $x\approx2.00\ \mathrm{g}$이 나온다.

따라서 함량은
$\dfrac{2.00}{2.50}\times100\approx80$%로 계산된다.

필요한 전위는 약 0.29V이다.

이 전지의 표준전위는 환원전극(구리, +)의 표준환원전위에서 산화전극(카드뮴, -)의 표준환원전위를 뺀 값으로
$E^{\circ}_{cell}=0.337-(-0.403)=0.740\ \mathrm{V}$

Cd²⁺와 Cu²⁺의 농도가 둘 다 0.0100M로 같으므로, 네른스트 식의 로그항이 $\log(1)=0$이 되어 열역학적 전지전위 역시 $0.740\ \mathrm{V}$로 그대로 유지된다.

0.15A의 전류가 흐르는 동안 내부저항 3.0Ω에 의한 전압강하는
$IR=0.15\times3.0=0.45\ \mathrm{V}$
이며, 전류가 흐를 때 실제로 나타나는 전지의 단자전위는 열역학적 전위에서 이 저항강하를 뺀 값이다.

따라서 구하는 전위는
$0.740-0.45=0.29\ \mathrm{V}$

전자포획검출기(ECD)는 전자친화도가 큰 할로겐 원소를 포함한 화합물에 매우 민감하게 반응하는 선택적 검출기다. 방사성 동위원소에서 나오는 베타선이 만든 전자가 시료 분자에 포획될 때 감소하는 전류를 측정하는 원리이므로, 할로겐 원자를 가진 디클로로메탄(CH₂Cl₂)이 검출 대상이 된다.

메틸아민, 에틸알코올, 헥산은 모두 전자친화도가 낮은 관능기(질소·산소) 또는 단순 탄화수소로 이루어져 ECD로는 감도가 매우 낮고, 대신 불꽃이온화검출기(FID) 같은 범용 검출기로 검출하는 것이 적합하다.

전위차법에서 기준전극은 측정 중 전위가 일정하게 유지되어야 하므로 가역적(reversible)이어야 하고, Nernst식에 따라 전위가 결정되며, 작은 전류가 흘러도 원래의 평형전위로 신속히 되돌아오는 특성을 갖추어야 한다.

따라서 '비가역적이어야 한다'는 조건은 기준전극의 요건과 반대되는 설명이며, 실제로는 반응이 가역적이어야 재현성 있는 안정한 기준전위를 제공할 수 있다.

적하수은전극(DME)은 수은이 비교적 낮은 양의 전위에서 쉽게 산화되기 때문에 산화 반응 관찰에는 사용할 수 없고, 주로 환원 반응을 관찰하는 환원(음)전극으로 사용된다. 따라서 '수은은 쉽게 산화되지 않으므로 산화전극으로 널리 사용된다'는 설명은 사실과 반대다.

반면 폴라그래피의 질량이동이 확산에 의해서만 일어난다는 것, 확산전류가 농도에 비례해 정량분석이 가능하다는 것, 매 순간 새로운 수은 방울 표면이 생성되어 재현성이 좋다는 것은 모두 폴라그래피의 올바른 특징이다.