14년 2회차

산화환원반응에서 전자를 받아들이는 화학종은 산화제(oxidizing agent)다. 산화제는 상대 물질을 산화시키면서 자신은 전자를 얻어 환원된다.

반대로 전자를 내어주는 물질은 환원제이며, 촉매제와 용해제는 전자의 주고받음과 직접 관련된 용어가 아니다.

같은 주기에서 오른쪽으로 갈수록 유효 핵전하가 커져 전자를 더 강하게 끌어당기므로 원자 반지름은 감소한다.

같은 족에서는 위로 올라갈수록 전자껍질 수가 줄어 반지름이 오히려 감소하며, 같은 주기에서 오른쪽으로 갈수록 비금속성이 커지고 금속성은 감소한다. 또한 0족(비활성기체)은 모두 비금속 기체이므로 금속성 물질만 존재한다는 설명도 옳지 않다.

고체 화합물의 용해 속도는 온도를 높여 분자 운동을 활발하게 하고, 교반으로 새로운 용매와의 접촉을 늘릴 때 증가한다.

냉각은 오히려 용해 속도를 늦추므로 교반과 냉각을 함께 제시하거나 냉각과 분쇄를 제시한 선택지는 온도 조건이 맞지 않는다.

C₄H₈의 이성질체는 사슬형 알켄인 1-부텐, 시스-2-부텐, 트랜스-2-부텐, 가지형 알켄인 2-메틸프로펜(이소부틸렌), 그리고 고리형 화합물인 사이클로부탄과 메틸사이클로프로판까지 모두 6가지가 존재한다.

사슬 구조 이성질체뿐 아니라 시스-트랜스 기하이성질체와 고리형 구조까지 함께 고려해야 정확한 개수를 셀 수 있다.

평형상수는 반응이 평형에 도달했을 때의 농도 관계(열역학적 정보)를 알려줄 뿐, 그 평형에 도달하는 데 걸리는 시간(반응속도)은 알려주지 않는다. 반응속도는 반응 메커니즘과 활성화에너지에 의해 결정되는 별개의 개념이다.

반면 평형상수를 알면 어떤 농도 조합이 평형 상태인지, 주어진 초기농도에서 반응이 어느 방향으로 얼마나 진행되어 평형에 이르는지는 계산으로 예측할 수 있다.

표준상태(0℃, 1atm)에서 기체 5.6L는 22.4L/mol로 나누면 $5.6/22.4=0.25$ mol에 해당하고, 암모니아(NH₃) 한 분자에는 수소 원자가 3개이므로 이 안의 수소 원자 수는 $0.25\times3=0.75$ mol, 즉 아보가드로수(1mol)의 3/4에 불과하다. 따라서 이 값이 아보가드로수와 일치한다는 설명은 틀렸다.

반면 수소 기체 1g은 0.5mol H₂이므로 수소 원자 수로는 1mol(아보가드로수), 물 18g은 1mol이므로 물 분자 수도 아보가드로수, 표준상태 수소 기체 22.4L는 1mol이므로 분자 수 역시 아보가드로수와 정확히 일치한다.

포도당(C₆H₁₂O₆, 몰질량 180g/mol) 4.80g의 몰수는 $\dfrac{4.80}{180} = 0.0267\ \mathrm{mol}$이고, 용매인 물 90.0g은 0.0900kg이므로 몰랄농도는 $\dfrac{0.0267\ \mathrm{mol}}{0.0900\ \mathrm{kg}} \approx 0.296\ \mathrm{m}$이다.

몰랄농도는 용액이 아닌 용매의 질량(kg)을 기준으로 계산한다는 점에 유의해야 자릿수가 열 배씩 차이 나는 다른 선택지와 혼동하지 않는다.

이 화합물의 실험식은 C₂H₆O이다.

연소생성물의 몰수부터 구한다.
CO₂ 2.952g은 $2.952/44.01\approx0.0671\ \mathrm{mol}$이므로 탄소가 0.0671mol, 질량으로는 $0.0671\times12.01\approx0.806\ \mathrm{g}$이다.

H₂O 1.812g은 $1.812/18.02\approx0.1006\ \mathrm{mol}$이므로 수소는 그 두 배인 0.201mol, 질량으로는 $0.201\times1.008\approx0.203\ \mathrm{g}$이다.

전체 시료 1.543g에서 이 둘을 뺀
$1.543-0.806-0.203\approx0.534\ \mathrm{g}$
이 산소의 질량이고, 산소 몰수는 $0.534/16.00\approx0.0334\ \mathrm{mol}$이다.

세 원소의 몰수비는 C:H:O ≈ 0.0671 : 0.201 : 0.0334이고, 가장 작은 값으로 나누면 약 2 : 6 : 1의 정수비가 되어 실험식은 C₂H₆O가 된다.

염소의 원자번호는 17이므로 양성자 수와 전자 수는 각각 17이며(중성 원자이므로 전자 수는 양성자 수와 같다), 질량수 37에서 양성자 수를 뺀 중성자 수는 20이다.

질량수(37)를 전자 수로 그대로 사용하거나 중성자 수를 0으로 놓는 다른 선택지들은 질량수와 원자번호의 의미를 혼동한 것이다.

아보가드로수(6.022×10²³)는 탄소(¹²C) 12.0g 속에 들어있는 탄소 원자의 수에 해당하는 값이지, 수소 12.0g과는 관련이 없다. 따라서 '아보가드로 수는 수소 12.0g 속의 수소 원자의 수에 해당한다'는 설명이 틀렸다.

몰 질량의 단위가 g/mol이라는 것, 몰이 아보가드로수만큼의 입자로 구성된 물질의 양이라는 것, 분자식이 원자의 종류와 수를 나타낸다는 것은 모두 올바른 설명이다.

르샤틀리에 원리에 따르면 평형에 있는 계에 변화를 주면 그 변화를 상쇄하는 방향으로 평형이 이동한다. 주어진 반응식에서 기체의 몰수는 반응물 쪽이 4 + 1 = 5몰, 생성물 쪽이 2 + 2 = 4몰이므로 정반응은 기체 분자 수가 줄어드는 방향이다.

따라서 압력을 높이면 계는 압력 증가를 완화하기 위해 기체 몰수가 적은 쪽으로 이동하므로, 평형이 오른쪽(생성물 쪽)으로 이동한다.

반면 Cl₂의 농도를 높이면 늘어난 생성물을 소모하는 역반응이 우세해져 평형은 왼쪽으로 이동한다. HCl의 농도를 낮추는 것 역시 줄어든 반응물을 보충하는 방향, 즉 왼쪽으로 평형을 이동시킨다. 또한 반응식에 열(heat)이 반응물 쪽에 표기되어 있어 정반응이 흡열반응이므로, 반응온도를 낮추면 열을 방출하는 역반응 쪽인 왼쪽으로 평형이 이동한다.

Na는 1차 이온화로 전자를 하나 잃으면 Na⁺가 되어 네온(Ne)과 같은 안정한 옥텟(비활성기체) 전자배치를 갖는다. 이 안정한 전자껍질에서 전자를 하나 더 떼어내는 2차 이온화에는 매우 큰 에너지가 필요하므로, Na의 2차 이온화 에너지는 다른 원소들보다 훨씬 크다.

반면 Mg, S, Cl은 1차 이온화 후에도 바깥 전자껍질에 전자가 남아 있는 상태이므로 2차 이온화에 상대적으로 적은 에너지가 든다.

주어진 반응 Fe(s)+Cd²⁺(aq)→Fe²⁺(aq)+Cd(s)에서 전자 2개가 이동하므로 $n=2$이며, 네른스트식은 $E = E^\circ - \dfrac{0.0592}{n}\log\dfrac{[\mathrm{Fe^{2+}}]}{[\mathrm{Cd^{2+}}]}$로 쓸 수 있다.

[Fe²⁺]/[Cd²⁺]=0.02/0.20=0.1이므로 $\log(0.1)=-1$이고, $E = 0.040 - \dfrac{0.0592}{2}\times(-1) = 0.040+0.0296 \approx 0.069\,\mathrm{V}$가 된다.

농도비(Q)가 1보다 작아 표준전위 0.040V보다 큰 값으로 보정되는 것이다.

Ag₂CO₃(s)는 물에서 2Ag⁺(aq) + CO₃^2-(aq)로 해리하므로, 용해도곱 상수는 이온의 계수를 지수로 사용해 K_sp = [Ag⁺]²[CO₃^2-]로 나타낸다.

용해도곱은 고체(순수한 상)를 분모에 포함시키지 않으며, 이온의 화학양론 계수를 곱셈 계수로 앞에 붙이는 것이 아니라 지수로 반영해야 한다는 점에서 나머지 선택지들과 구분된다.

브뢴스태드-로우리(Brønsted-Lowry) 정의에서 산은 양성자(수소이온) 주개, 염기는 양성자 받개로 정의된다. 따라서 '브뢴스태드-로우리 염기는 양성자 주개로 정의한다'는 설명은 산과 염기의 역할이 뒤바뀐 틀린 서술이다.

아레니우스 산이 물에서 수소이온을 내놓고 아레니우스 염기가 수산화이온을 내놓는다는 정의, 브뢴스태드-로우리 산이 수소이온 주개라는 정의는 모두 옳다.

F(중성 원자)는 전자 9개를 가지며, F^-와 O^2-는 둘 다 전자 10개로 Ne과 같은 전자배치를 갖는 등전자 이온이다. 등전자종에서는 핵전하(양성자 수)가 작을수록 전자를 끄는 힘이 약해 반지름이 커지므로, 양성자 수가 8개인 O^2-가 양성자 수 9개인 F^-보다 크다.

또한 중성 F는 전자 수가 F^-, O^2-보다 적어 전자 간 반발이 작으므로 셋 중 반지름이 가장 작다. 따라서 크기 순서는 F < F^- < O^2-가 된다.

메탄(CH₄)은 탄소가 4개의 단일결합만을 가지며 정사면체 구조를 이루므로 sp³ 혼성궤도함수를 사용한다.

벤젠(C₆H₆)과 에틸렌(C₂H₄)의 탄소는 이중결합을 포함해 sp² 혼성을, 아세틸렌(C₂H₂)의 탄소는 삼중결합을 포함해 sp 혼성을 사용하므로 sp³와는 구분된다.

희석 전후 용질의 몰수가 같으므로 (진한 용액의 농도)×(필요한 부피) = (묽힌 용액의 농도)×(만들 부피) 관계가 성립한다. 따라서 필요한 진한 황산의 부피는 $V = \dfrac{0.195\times15.5}{18.0} \approx 0.168\ \mathrm{L}$, 즉 약 168mL가 된다.

단위를 mL로 맞추지 않거나 계산 과정에서 자릿수를 잘못 옮기면 십 배·백 배 차이가 나는 다른 선택지와 혼동하기 쉬우므로 유효숫자와 단위 정리에 유의해야 한다.

이 용액의 pH는 7.00이다.

pH는 $\mathrm{pH} = -\log[\mathrm{H^+}]$로 정의되므로, 수소이온 농도가 $1.0\times10^{-7}\ \mathrm{M}$인 용액의 pH는
$-\log(1.0\times10^{-7}) = 7.00$

이는 순수한 물의 중성 pH와 같은 값으로, 산성도 염기성도 아닌 중성 용액을 나타낸다.

몰랄농도 3.24m는 물 1kg(1000g)에 K₂SO₄ 3.24mol이 녹아있다는 의미다. 물의 몰수는 $\dfrac{1000}{18.02} \approx 55.5\ \mathrm{mol}$이므로, K₂SO₄의 몰분율은 $\dfrac{3.24}{3.24+55.5} \approx 0.055$가 된다.

몰분율을 구할 때는 용질의 몰수뿐 아니라 용매의 몰수까지 정확히 환산해 전체 몰수의 합으로 나누어야 한다.

이 유기산의 화학식량은 약 128g/mol이다.

해리도 $\alpha=0.0250$인 일양성자산의 산 해리상수는
$K_a = \dfrac{C\alpha^2}{1-\alpha}$

이 식을 농도 C에 대해 풀면
$C = \dfrac{K_a(1-\alpha)}{\alpha^2} = \dfrac{5.00\times10^{-4}\times0.975}{(0.0250)^2} \approx 0.780\ \mathrm{mol/L}$

이 유기산 10.0g을 녹여 100mL(0.100L) 용액을 만들었으므로 몰수는
$0.780\times0.100=0.0780\ \mathrm{mol}$
이고, 화학식량은
$\dfrac{10.0}{0.0780} \approx 128\ \mathrm{g/mol}$

Fe가 반응하는 KMnO₄ 용액의 부피는 약 4.86mL이다.

과망간산칼륨 용액의 농도는
$\dfrac{5.00/158.04}{0.500} \approx 0.0633$ M

광석 0.500g 중 Fe₂O₃ 질량은 $0.500\times0.245=0.1225$ g이므로 Fe₂O₃ 몰수는 $0.1225/159.69\approx7.67\times10^{-4}$ mol이고, Fe 몰수는 그 두 배인 $1.53\times10^{-3}$ mol이다.

산화환원 반응 MnO₄^- + 5Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O에서 Fe와 KMnO₄가 5:1로 반응하므로 필요한 KMnO₄ 몰수는
$1.53\times10^{-3}/5\approx3.07\times10^{-4}$ mol

이를 농도로 나누면 부피는 약 4.86mL가 된다.

0.10M H₂SO₄ 1L를 만들려면 H₂SO₄(몰질량 98.08g/mol) $0.10\times98.08\approx9.81\ \mathrm{g}$이 필요하다. 진한 황산은 94wt%이므로 이만큼의 H₂SO₄를 포함하는 진한 황산의 질량은 $9.81/0.94\approx10.4\ \mathrm{g}$이다.

밀도 1.831g/mL로 나누면 부피는 $10.4/1.831\approx5.7\ \mathrm{mL}$가 되어, 이 부피의 진한 황산을 물로 희석해 1L로 맞추면 목표 농도를 얻을 수 있다.

남은 I^-의 농도는 약 0.0444M이다.

Pb²⁺ 5.00mL를 첨가한 시점은 당량점(약 10.0mL)에 도달하기 전이므로 I^-가 과량으로 남아 있어 PbI₂ 침전으로 인한 재용해 효과는 무시할 수 있고, 단순 양론 계산으로 충분하다.

첨가한 Pb²⁺ 몰수는 $0.00500\times0.2000=1.00\times10^{-3}$ mol이며, Pb²⁺ + 2I^- → PbI₂(s) 반응에서 이의 2배인 $2.00\times10^{-3}$ mol의 I^-가 소모된다.

초기 I^- $4.00\times10^{-3}$ mol에서 이를 빼면 남은 I^-는 $2.00\times10^{-3}$ mol이고, 전체 부피 45.00mL로 나누면 농도는
$\approx0.0444$ M

물속에서 수소이온(H⁺)은 단독으로 존재하지 않고 물 분자와 결합해 하이드로늄 이온(H₃O⁺) 형태로 존재한다.

pH가 낮은 용액은 [H⁺]가 [OH^-]보다 오히려 많은 산성 용액이며, 물은 4℃에서 밀도가 가장 커서(가장 무거워서) 부피가 최소가 되므로 나머지 선택지들은 모두 틀린 설명이다.

당량점에서는 시료 부피와 EDTA 부피가 같아 전체 부피가 40mL로 두 배가 되므로, CaY²⁻의 농도는 $C_{\mathrm{CaY}} = \dfrac{0.1\,\mathrm{M}\times 20\,\mathrm{mL}}{40\,\mathrm{mL}} = 0.05\,\mathrm{M}$이다.

조건형성상수는 $K_f' = \alpha_{\mathrm{Y^{4-}}}\times K_f = 0.35\times5.0\times10^{10} = 1.75\times10^{10}$이며, 당량점에서는 착물이 조금 해리되어 생긴 유리 Ca²⁺ 농도와 반응하지 않고 남은 EDTA 총 농도가 서로 같으므로 $[\mathrm{Ca^{2+}}]^2 = \dfrac{C_{\mathrm{CaY}}}{K_f'}$가 성립한다.

따라서 $[\mathrm{Ca^{2+}}] = \sqrt{\dfrac{0.05}{1.75\times10^{10}}} \approx 1.7\times10^{-6}\,\mathrm{M}$이 된다.

이온세기가 낮은(0.1M 미만) 조건에서 전하를 띠지 않는 중성분자는 정전기적 상호작용의 영향을 거의 받지 않으므로 활동도 계수를 1로 근사할 수 있다.

활동도 계수가 1이라는 것은 활동도와 몰농도가 사실상 같다고 취급할 수 있음을 의미하며, 이는 이온성 화학종의 활동도 계수가 이온세기와 전하에 따라 1보다 작아지는 것과 대조된다.

AgCl 침전물 0.261g의 몰수는 $0.261/143.32\approx1.822\times10^{-3}$ mol이며, 이는 곧 시료에 들어있던 Cl^-의 몰수와 같다.

Cl^-의 질량은 $1.822\times10^{-3}\times35.453\approx0.0646$ g이므로, 시료 5g에 대한 무게 백분율은 $\dfrac{0.0646}{5}\times100\approx1.29\%$가 된다.

전지 표준전위는 $E^\circ = E^\circ_{\mathrm{Ag}} - E^\circ_{\mathrm{Cu}}$이고, 평형상수는 $\log K = \dfrac{nE^\circ}{0.05916}$로 구한다. Cu²⁺/Cu의 실제 표준전위는 0.337 V이며, 문제의 0.377 V는 오기이다.

대입하면
$E^\circ = 0.799-0.337 = 0.462\,\mathrm{V}$,
$\log K = \dfrac{2 \times 0.462}{0.05916} \approx 15.62$이다.
따라서 $K \approx 4.1\times10^{15}$이다.

염이 만드는 수용액의 액성은 그 염을 구성하는 산과 염기의 세기로 결정된다. CH₃COONa는 약산인 아세트산과 강염기 NaOH의 염이므로 아세트산이온이 가수분해되어 염기성을 띠고, K₃PO₄ 역시 약산인 인산의 짝염기(PO₄³⁻)가 강하게 가수분해되어 염기성 용액을 만든다.

NaBr, NaCl, NaNO₃는 강산과 강염기의 염이므로 가수분해가 일어나지 않아 중성이며, NH₄Cl은 약염기(NH₃)와 강산(HCl)의 염이므로 오히려 산성 용액을 만든다.

표준환원전위 E°가 클수록 환원되기 쉬운 화학종이고, 스스로 환원되면서 상대를 산화시키므로 그만큼 강한 산화제다. 반대로 E°가 작을수록(음의 값이 클수록) 그 환원형 금속이 전자를 잘 내놓아 강한 환원제가 된다.

표에서 Ag⁺ + e⁻ ⇌ Ag(s)는 E° = +0.80 V, Na⁺ + e⁻ ⇌ Na(s)는 E° = −2.71 V이다. 두 값 중 가장 큰 +0.80 V에 해당하는 Ag⁺가 가장 쉽게 전자를 받아들이므로 보기 중 가장 강한 산화제다.

Na(s)와 Ag(s)는 이미 전자를 다 가진 금속 상태여서 전자를 내주는 쪽, 즉 산화제가 아니라 환원제로 작용한다. 특히 E°가 −2.71 V로 가장 낮은 Na(s)가 가장 강한 환원제이며, Na⁺는 환원되기 가장 어려운 가장 약한 산화제다. 실제로 이 두 반쪽반응을 조합하면 Ag⁺가 환원되고 Na(s)가 산화되어 전지 전압은 0.80 − (−2.71) = 3.51 V가 된다.

지시약의 평형 HR(무색) ⇌ H⁺ + R⁻(적색)에서 산을 첨가하면 H⁺ 농도가 증가하여 르샤틀리에 원리에 따라 평형이 역방향(왼쪽)으로 이동한다. 따라서 HR 형태가 많아져 용액은 무색으로 변한다.

50wt% 과산화수소 용액 1L(1000mL)의 질량은 밀도를 곱해 $1000\times1.18=1180$ g이고, 이 중 H₂O₂의 질량은 50%인 590g이다.

H₂O₂의 몰질량(34.0g/mol)으로 나누면 몰수는 $590/34.0\approx17.3$ mol이고, 이는 1L 중의 몰수이므로 몰농도는 그대로 약 17.3M이 된다.

갈바니 전지를 선 표시법(cell notation)으로 나타낼 때는 왼쪽에 산화가 일어나는 anode(산화전극), 오른쪽에 환원이 일어나는 cathode(환원전극)를 적고, 같은 상 사이의 경계는 세로선 하나(|)로, 염다리는 이중선(‖)으로 표시한다. Cd은 전자를 내놓으며 산화되는 anode, Ag는 석출되며 환원되는 cathode이므로 Cd(s)|CdCl₂(aq)‖AgNO₃(aq)|Ag(s)와 같이 쓰는 것이 옳다.

고체와 수용액 사이의 상경계와 염다리를 구분 없이 모두 이중선이나 쉼표로 표시하는 방식은 선 표시법의 표기 규칙에 맞지 않는다.

당량점 부피는 $\dfrac{10.00\times0.0200}{0.0400}=5.00$ mL이므로, EDTA 7.00mL를 넣은 시점은 당량점을 지난 과량 EDTA 구간이다.

이 시점에서 남은 과량 EDTA 농도는 $\dfrac{(0.00700\times0.0400)-(0.01000\times0.0200)}{0.01700}\approx4.71\times10^{-3}$ M, 생성된 CaY^2- 농도는 $\dfrac{0.01000\times0.0200}{0.01700}\approx1.18\times10^{-2}$ M이다.

형성상수 $K_1=\dfrac{[\mathrm{CaY^{2-}}]}{[\mathrm{Ca^{2+}}][\mathrm{EDTA}]}$에 대입하면 $[\mathrm{Ca^{2+}}]=\dfrac{1.18\times10^{-2}}{1.8\times10^{10}\times4.71\times10^{-3}}\approx1.4\times10^{-10}$ M으로, 당량점을 지나 EDTA가 과량인 만큼 남은 유리 Ca²⁺ 농도는 매우 낮다.

기체상수 R은 $0.08206\ \mathrm{L\cdot atm\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}} = 8.314\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$의 관계를 가지므로, 이 비율로 환산하면 $1.000\times\dfrac{8.314}{0.08206}\approx101.3$, 즉 약 101.3 J·mol^-1·K^-1이 된다.

이는 1L·atm이 곧 101.3J에 해당한다는 압력-부피 단위의 일(work) 환산 관계와 같다.

평형상수는 반응이 평형에 도달했을 때의 농도비만을 나타내는 열역학적 양이며, 반응이 그 평형에 얼마나 빨리 도달하는지(반응속도)와는 아무런 상관관계가 없다. 즉 평형상수가 크다고 해서 반응이 빠르게 진행됨을 의미하지 않는다.

K가 1보다 클 때 정반응이 유리한 것은 맞지만 이때 Gibbs 자유에너지 변화는 음의 값을 가지며(양의 값이 아님), 평형상수는 온도가 바뀌면 함께 변하므로 항상 일정하지 않고, 용해도곱과 반응의 발열·흡열 여부 사이에는 일반적으로 정해진 대소 관계가 없다.

염다리는 접합전위를 최소화하고 이온의 이동을 원활히 하기 위해 KCl, KNO₃, NH₄Cl 등을 진하게(고농도로) 채운 염용액을 사용한다. 따라서 '염다리의 염용액 농도는 매우 낮다'는 설명은 사실과 반대다.

염다리가 다공성 마개로 두 반쪽 전지의 용액이 직접 섞이는 것을 막으면서도 이온의 이동을 통해 전지 전체의 전기적 중성을 유지시켜 준다는 설명들은 모두 옳다.

이상적인 표준용액은 분석하고자 하는 목표 물질과만 선택적으로, 빠르고 완결성 있게 반응해야 한다. '분석 시료 내의 모든 물질과 용이하게 반응하여야 한다'는 조건은 오히려 다른 성분과의 간섭 반응을 유발해 정량 오차를 일으키므로 표준용액이 갖추어야 할 요건이 아니다.

농도가 안정적으로 유지되는 것, 목표 물질과 빠르게 반응하는 것, 반응이 완결되는 것은 모두 표준용액에 요구되는 바람직한 성질이다.

1차 표준물질인 탄산나트륨(Na₂CO₃)이 완전히 건조되지 않아 수분을 포함하고 있으면, 저울로 측정한 질량에는 물의 질량까지 포함되어 있으므로 실제 순수한 Na₂CO₃보다 더 많은 몰수를 가진 것으로 잘못 계산하게 된다.

그런데 적정에서 실제로 반응하는 것은 수분을 뺀 순수한 Na₂CO₃뿐이므로, 당량점까지 실제로 소비되는 HCl의 부피는 과대평가된 몰수를 기준으로 예상했을 때보다 더 적게 소비된다.

결국 (과대평가된 몰수)를 (실제보다 적게 든 부피)로 나누어 HCl의 농도를 계산하게 되므로, 표준화된 HCl 용액의 농도는 참값보다 높게 계산된다.

푸리에 변환 분광법은 슬릿이 없는 간섭계 구조 덕분에 검출기에 도달하는 복사선의 세기가 커서 신호대잡음비가 향상되고(Jacquinot의 이점), 레이저 기준 신호로 파장을 매우 정밀하게 재현할 수 있어 서로 근접한 좁은 선들이 겹친 복잡한 스펙트럼도 분해할 수 있으며(Connes의 이점), 모든 파장이 검출기에 동시에 도달하므로 짧은 시간에 전체 스펙트럼을 얻을 수 있다(Felgett의 다중화 이점). 이 세 가지가 FT 분광법의 대표적인 실제 장점이다.

반면 빠른 응답 검출기가 필요한 이유는 거울이 빠르게 움직이면서 만들어내는 간섭무늬 신호(인터페로그램)의 높은 변조 주파수를 놓치지 않고 기록하기 위함이지, 미광(stray light)의 영향을 시간적으로 상쇄하기 위한 것이 아니다. 오히려 간섭계는 분산기기에 비해 미광의 영향을 적게 받는 편이므로, 빠른 검출기의 필요성을 미광 문제와 연결지은 설명은 옳지 않다.

이 용액의 퍼센트 투광도는 약 20%이다.

흡광도는
$A = \varepsilon b c$

$\varepsilon = 34000\ \mathrm{M^{-1}cm^{-1}}$, $b = 0.2\ \mathrm{cm}$, $c = 1.03\times10^{-4}\ \mathrm{M}$을 대입하면
$A = 34000 \times 0.2 \times 1.03\times10^{-4} \approx 0.70$

투광도는 $T = 10^{-A}$이므로
$T = 10^{-0.70} \approx 0.20$
즉 퍼센트 투광도는 약 20%가 된다.

X-선을 이용한 분광법 중에서 결정성 물질에 X-선을 쬐어 회절 무늬를 분석하면 결정 내 원자의 배열과 원자 간 거리를 알아낼 수 있다. 이 방법이 X-선 회절분광법(XRD)이다.

스테로이드·비타민·항생물질처럼 복잡한 구조를 가진 결정질 화합물의 구조 규명과 확인에 널리 쓰이는 이유도, 각 결정면에서 산란된 X-선이 만드는 특유의 회절 패턴이 분자 내 원자 배치에 대한 정보를 담고 있기 때문이다.

이에 비해 X-선 형광분광법·흡수분광법·방출분광법은 주로 시료에 포함된 원소의 종류와 양을 알아내는 데 쓰이며, 결정 구조 자체에 대한 정보를 주지는 않는다.

사메틸실란(TMS)은 규소에 메틸기 4개가 대칭적으로 결합된 분자로, 모든 수소 원자가 화학적으로 동등한 한 종류의 양성자만을 가지며 같은 화학적 이동값을 갖는다. 또한 규소는 탄소보다 전기음성도가 작아 메틸기 수소 주위의 전자밀도가 높으므로, 가리움 상수가 대부분의 유기화합물 양성자보다 커서 기준물질(0 ppm)로 쓰인다.

다만 TMS는 끓는점이 약 27℃로 휘발성이 매우 큰 물질이다. 이 성질 덕분에 측정 후 시료로부터 쉽게 제거되는 장점이 있는데, 휘발성이 적다는 설명은 이와 반대이므로 옳지 않다.

X-선 형광법(XRF)은 시료를 파괴하지 않고 표면에 X-선을 쬐어 발생하는 형광 X-선을 측정하는 방법으로, 비파괴 분석이 가능하고 스펙트럼이 비교적 단순해 방해 효과가 적으며 전처리가 간단해 실험 과정이 빠르다는 장점이 있다.

그러나 XRF는 낮은 형광 수율(특히 경원소)과 배경 신호 등의 영향으로 감도가 원자흡수분광법이나 유도결합플라스마 분광법 등 다른 분광법에 비해 상대적으로 낮은 편이다. 따라서 감도가 다른 분광법보다 아주 우수하다는 것은 XRF의 장점으로 보기 어렵다.

전자기 복사선은 파장이 길수록 에너지가 낮다. 파장이 가장 긴 것부터 짧아지는 순서로 나열하면 라디오파 → 마이크로파 → 적외선 → 가시광선 → 자외선 → X-선 순이다.

이는 각 영역이 대응하는 전이의 에너지 크기와도 일치한다. 라디오파는 핵스핀(또는 전자스핀) 전이, 마이크로파는 분자 회전, 적외선은 분자 진동, 가시광선·자외선은 원자가전자 전이, X-선은 내부껍질 전자 전이에 해당하며 이 순서대로 필요 에너지가 커진다.

Beer의 법칙 $A = \varepsilon b c$에 따르면 흡광도는 시료가 빛을 얼마나 강하게 흡수하는지를 나타내는 값으로, 흡광도가 클수록 눈으로 보기에도 색이 진하게 느껴지므로 흡광도는 색깔 세기(진하기)의 척도가 된다고 볼 수 있다.

몰흡광계수 $\varepsilon$은 통과한 빛의 양이 아니라 특정 파장에서 물질이 빛을 흡수하는 고유한 능력을 나타내는 상수이다. 또한 흡광도는 농도에 비례하므로 농도가 2배가 되면 흡광도도 2배가 되며, 흡광도 자체는 단위가 없는 로그값으로 %로 표시하는 양이 아니다.

레이저에서 나오는 적외선 영역의 빛을 청색·녹색과 같은 짧은 파장(높은 진동수)으로 바꾸려면 비선형 결정(Nonlinear Crystal)을 이용한 제2고조파 발생을 이용한다. 비선형 결정에 강한 빛이 입사하면 원래 진동수의 2배(파장은 1/2)에 해당하는 빛이 새로 만들어진다.

에셀레 단색화기는 빛을 파장별로 분산시키는 장치, 광전증배관은 약한 빛 신호를 증폭해 검출하는 소자, 색소 레이저는 파장이 가변적인 레이저 광원 자체이며, 이들은 진동수를 배가시키는 역할을 하지 않는다.

자외선-가시선(UV-Vis) 분광법에서는 자외선 영역을 위한 중수소등, 가시광선 영역을 위한 텅스텐 필라멘트등, 두 영역을 모두 포괄하는 제논(Xe) 아크등 등이 연속 광원으로 사용된다.

반면 속빈 음극등(hollow cathode lamp)은 특정 원소 고유의 선스펙트럼을 방출하는 광원으로, 원자흡수분광법(AAS)에서 각 원소를 선택적으로 측정하기 위해 쓰이는 광원이며 UV-Vis 흡수분광법의 광원으로는 사용되지 않는다.

양자전이에 필요한 에너지는 전자기파의 진동수에 비례한다. 분자 회전 전이는 마이크로파 영역, 자기장 내 핵스핀 전이는 라디오파 영역으로 매우 낮은 에너지를 필요로 하고, 원자가(결합) 전자의 전이는 자외선-가시광선 영역에 해당하는 중간 정도의 에너지를 필요로 한다.

이에 비해 원자의 안쪽(내부) 껍질에 있는 전자의 전이는 X-선 영역에 해당하며, 나열된 전이 중 가장 큰 에너지를 필요로 한다.

원자의 안쪽(내부) 껍질에 있는 전자는 원자핵에 강하게 속박되어 있어 이 전자를 들뜬 상태로 전이시키려면 매우 큰 에너지가 필요하다. 이만큼 큰 에너지를 갖는 전자기 복사선은 X-선이다.

초단파·적외선·자외선은 각각 분자 회전·진동, 원자가전자 전이에 해당하는 상대적으로 낮은 에너지의 복사선으로, 안쪽 궤도함수 전자를 여기시키기에는 에너지가 부족하다.

시료 용기의 광로 길이는 100μm이다.

빈 액체 셀에서 나타나는 간섭무늬로부터 광로 길이 $b$를 구하는 식은
$b = \dfrac{N}{2(\tilde\nu_1 - \tilde\nu_2)}$

여기서 $N$은 관찰된 간섭봉우리의 개수, $\tilde\nu_1, \tilde\nu_2$는 측정 구간의 큰 파수와 작은 파수(wavenumber)이다.

문제 값을 대입하면 $N = 4$, $\tilde\nu_1 - \tilde\nu_2 = 1400 - 1200 = 200\ \mathrm{cm^{-1}}$이므로
$b = \dfrac{4}{2 \times 200} = 0.01\ \mathrm{cm} = 100\ \mu\mathrm{m}$

원자분광학에서 원자화·이온화원으로 쓰이는 대표적인 플라즈마 기술에는 유도결합플라스마(ICP), 직류플라스마(DCP), 마이크로파유도플라스마(MIP)가 있으며, 이들은 모두 고온의 플라스마를 만들어 시료를 원자화·여기시키는 실제 사용되는 원자분광 광원이다.

반면 화학적 이온화 플라즈마(Chemical Ionization Plasma, CIP)는 원자분광학에서 사용되는 플라즈마 광원의 명칭이 아니다. 화학적 이온화(CI)는 질량분석법에서 쓰이는 기체상 이온화 기법의 이름일 뿐, 플라즈마 원자화 기술과는 별개이다.

산 무수물(acid anhydride)은 분자 내에 두 개의 카보닐기(C=O)가 산소 원자를 사이에 두고 서로 결합해 있어, 두 카보닐의 신축 진동이 서로 짝지어져(coupling) 대칭 신축과 비대칭 신축이라는 두 개의 C=O 흡수띠로 갈라져 나타난다.

즉 하나의 큰 C=O 흡수띠만 나타난다는 설명이나, C-H 굽힘 진동이 3,000cm^-1 부근에서 나타난다는 설명(3,000cm^-1 부근은 C-H 신축 영역이고 굽힘은 훨씬 낮은 파수에서 나타난다), C-O 신축띠가 C=O 흡수띠와 비슷한 위치에 나타난다는 설명은 모두 산 무수물의 실제 IR 스펙트럼과 맞지 않는다.

이산화탄소는 4개의 기준 진동방식을 가진다.

선형 3원자 분자의 진동자유도는
$3N - 5$

이산화탄소(CO₂)는 원자 수 $N=3$인 선형 분자이므로
$3\times3-5=4$
즉 4개의 기준 진동방식을 갖는다.

이 네 가지는 대칭 신축 진동, 비대칭 신축 진동, 그리고 서로 수직한 두 방향의 굽힘 진동(같은 진동수를 가지는 축퇴 진동) 두 가지로 구성된다.

불꽃 원자화 장치는 시료 용액을 미세한 방울로 만들어 불꽃 속에서 원자화시키는 장치로, 연료와 산화제를 태워 고온의 불꽃을 만드는 버너가 핵심 구성요소이다.

전기로(흑연로)는 이와 다른 원자화 방식인 전열 원자화(흑연로 원자흡수분광법, GFAAS)에서 시료를 고온으로 가열해 원자화시키는 장치로, 불꽃을 이용하지 않는 방식이므로 불꽃원자장치의 구성요소에는 해당하지 않는다.

기기분석에서 표준물질을 이용해 정량하는 대표적인 방법으로는 여러 농도의 표준용액으로 신호-농도 그래프를 그리는 표준검정곡선법(외부표준법), 시료에 표준물질을 일정량씩 첨가해가며 신호 증가분으로 원래 농도를 구하는 표준물첨가법, 시료와 표준물에 공통으로 일정량의 내부표준물을 넣어 신호 비를 이용하는 내부표준물법이 있다.

이 세 가지가 기기분석에서 이름 붙여 체계적으로 쓰이는 정량(검정) 방법이며, 단순히 '표준용액법'이라는 명칭은 표준용액을 쓴다는 일반적인 표현일 뿐 이들과 구분되는 별도의 검정법으로 분류되지 않는다.

발색단(chromophore)이란 분자 내에서 특정한 전이 에너지, 즉 특정 파장의 빛을 흡수하는 원자단을 말한다. 예를 들어 C=C, C=O, N=N과 같은 불포화 결합을 가진 작용기가 대표적인 발색단이다.

이와 달리 그 자체로는 특징적인 흡광을 거의 하지 않으면서 인접한 발색단의 흡광 세기나 흡수파장을 변화시키는 치환기는 조색단(auxochrome)이라 하며, 메틸기와 같이 흡광에 관여하지 않는 단순한 치환기는 발색단으로 보지 않는다.

원자흡수분광법(AAS)에서 사용하는 속빈 음극등(hollow cathode lamp)은 음극이 특정 원소로 만들어져 있어 그 원소 고유의 좁은 선스펙트럼을 방출한다. 이 때문에 원소마다 각각 다른 램프를 사용해야 하며, 하나의 광원으로 여러 원소를 동시에 분석할 수는 없다.

오히려 원자흡수선의 폭이 좁고 각 원소의 전자전이 에너지가 고유하기 때문에 원소 선택성이 매우 높다는 것이 AAS 광원의 특징이며, 이 제한된 흡수선 폭 때문에 생기는 측정상의 문제는 흡수선보다 더 좁은 선폭을 갖는 선광원을 사용해 해결한다.

방향족 헤테로고리 화합물 가운데 퀴놀린(quinoline)과 같이 벤젠고리가 융합되어 평면성과 강직성이 큰 분자는 형광을 잘 나타낸다.

반면 피리딘·푸란·피롤처럼 고리가 하나뿐인 단순한 5원 또는 6원 헤테로고리 화합물은 들뜬 상태에서 무복사 이완 과정이 우세하여 형광 양자수율이 매우 낮으며, 실질적으로 형광을 나타내지 않는다.

역상(reverse phase) 액체크로마토그래피는 비극성 정지상과 상대적으로 극성인 이동상을 사용하므로, 극성이 큰 용질일수록 정지상에 덜 붙잡혀 먼저 용출되고 비극성 용질일수록 정지상에 강하게 붙잡혀 늦게 용출된다.

극성이 A＞B＞C 순으로 감소한다고 했으므로, 가장 극성이 큰 A가 가장 먼저 용출되고 가장 비극성인 C가 가장 늦게 용출되어 A-B-C 순서로 빠르게 용리된다.

두 성분의 분리도는 약 1.57이다.

분리도(resolution)는
$R = \dfrac{2(t_2 - t_1)}{W_1 + W_2}$

여기서 $t_1, t_2$는 두 봉우리의 머무름 시간, $W_1, W_2$는 각 봉우리의 바탕선 폭이다.

문제 값을 대입하면
$R = \dfrac{2 \times (652 - 630)}{12 + 16} = \dfrac{2 \times 22}{28} = \dfrac{44}{28} \approx 1.57$

전자충격이온화법(EI)은 높은 에너지의 전자를 시료 분자에 충돌시켜 이온화하는 경성(hard) 이온화법으로, 생성된 분자이온이 과도한 에너지를 갖게 되어 조각(fragment) 이온으로 쪼개지는 경우가 많다. 이 때문에 화합물에 따라서는 분자이온 봉우리 자체가 뚜렷하게 관찰되지 않아 분자량을 결정하기 어려운 경우가 생긴다.

반면 빠른원자충격법(FAB), 장탈착법(FD), 장이온화법(FI)은 상대적으로 온화한 연성(soft) 이온화법으로 시료 분자를 거의 조각내지 않고 분자이온을 안정적으로 만들어내므로 분자량 측정에 더 적합하다.

포화칼로멜전극(SCE)은 액체 상태의 수은(Hg) 금속이 고체 염화수은(I), 즉 칼로멜(Hg₂Cl₂)과 포화 KCl 수용액에 함께 접촉하여 평형을 이루는 구조를 갖는다. 이를 반쪽전지 표기법으로 나타낼 때는 액체 수은 전극과 고체 칼로멜, 전해질 용액을 상 경계선으로 구분하고, 다른 반쪽전지와 연결되는 염다리는 이중선으로 나타낸다.

이때 칼로멜의 화학식은 반드시 수은(I) 화합물인 Hg₂Cl₂여야 하며, 수은(II) 화합물인 HgCl₂로 표기하거나 Hg²⁺ 이온을 직접 쓰는 것은 실제 칼로멜 전극의 화학종과 맞지 않아 옳지 않은 표현이다.

이 컬럼의 최소길이는 32.5cm이다.

컬럼의 길이 $L$, 이론단수 $N$, 이론단높이 $\mathrm{HETP}$ 사이에는
$L = N \times \mathrm{HETP}$
의 관계가 있다.

주어진 값을 대입하면
$L = 6500 \times 50\ \mu\mathrm{m} = 325{,}000\ \mu\mathrm{m} = 32.5\ \mathrm{cm}$
이므로, 6500단의 이론단수를 얻기 위한 컬럼의 최소 길이는 32.5cm이다.

실제로 널리 쓰이는 질량분석기에는 두 개의 섹터를 조합해 높은 분해능을 얻는 이중초점형, 이온을 전자기장 안에 가두어 선택적으로 배출시키는 이온포착형, 이온이 비행하는 데 걸리는 시간 차이로 질량을 구분하는 비행시간형 등이 있으며, 이들은 모두 분석 현장에서 표준적으로 채택되어 쓰이는 유형이다.

이에 비해 '단일 극자(monopole) 질량분석기'는 이들과 달리 실제 정량·정성 분석에 널리 채택되어 쓰이는 실용적인 질량분석기 유형으로 보기 어렵다.

폴라로그래피(polarography)는 작업전극으로 적하 수은전극(dropping mercury electrode, DME)을 사용하는 전압전류법의 한 종류이다. 수은 방울이 일정한 속도로 떨어지면서 매번 새로운 표면을 만들어내므로 재현성 있는 전류-전압 곡선을 얻을 수 있어, 수용액 중의 금속 양이온을 정량하는 데 널리 쓰인다.

매달린 수은방울전극(HMDE)은 벗김분석(스트리핑 분석) 등 다른 전압전류법에 주로 쓰이고, 백금흑전극이나 유리질탄소전극은 수은 자체가 산화되어 사용할 수 없는 양(+)전위 영역에서 분석물의 산화 전류를 측정하는 데 적합해 폴라로그래피의 전형적인 작업전극으로는 쓰이지 않는다.

전류-전위 곡선에서는 반파전위와 극한전류로부터 정성 및 정량 분석이 가능하고, 곡선의 기울기와 형태로부터 전극반응의 가역성을, 반파전위의 이동으로부터 금속착물의 안정도상수와 배위수 같은 정보를 얻을 수 있다.

반면 전류밀도는 전극 표면적당 흐르는 전류를 나타내는 값으로, 전압-전류곡선 자체가 직접 제공하는 분석 정보로 보기는 어렵다.

지연인자($R_F$)는 용질이 이동한 거리를 전개 용매가 이동한 거리로 나눈 값이다.

문제 값을 대입하면 $R_F = \dfrac{4.5}{7} \approx 0.64$이다.

질량분석법에서 장이온화법, 화학적이온화법(CI), 전자충격이온화법(EI)은 모두 시료를 먼저 기체 상태로 기화시킨 뒤 이온화하는 기체상 이온화법이다.

반면 빠른원자충격이온화법(FAB)은 시료를 점성이 큰 매트릭스(액체)에 녹인 상태로 빠른 원자(중성 원자빔)를 충돌시켜 직접 이온화하는 방법으로, 시료를 미리 기화시킬 필요가 없는 탈착식(desorption) 이온화법이다. 열에 약해 휘발시키기 어려운 극성·비휘발성 화합물에 주로 쓰인다.

용액의 비전기전도도(specific conductance)는 이온의 이동도, 이온의 농도, 그리고 이온이 지닌 전하수가 클수록 커진다. 즉 하전수와는 비례 관계에 있으며, 전하수가 클수록 같은 농도에서도 더 많은 전하를 운반할 수 있어 전도도에 더 크게 기여한다.

따라서 이온의 비전기전도도가 하전수에 반비례한다는 설명은 옳지 않다. 한편 0.1M KCl 용액과 같은 표준용액으로 셀상수를 미리 구해두면, 이후 측정한 전도도 값으로부터 다른 용액의 비전기전도도를 계산할 수 있다는 설명은 맞는 내용이다.

이온교환수지에서 이온의 교환반응상수는 이온의 전하와 수화된 이온의 크기에 영향을 받으며, 일반적으로 음이온교환수지에서는 2가 음이온보다 1가 음이온의 교환상수가 더 작은 경향을 보인다. 또한 용리액 억제 컬럼(suppressor column)은 용리 용매에 들어있는 이온을 이온화되지 않은 분자 화학종으로 바꾸어 배경 전기전도도를 크게 낮춰주는 역할을 한다.

단일 컬럼(비억제형) 이온크로마토그래피는 이러한 억제 컬럼을 따로 두지 않고, 대신 이온교환 용량이 낮은 컬럼과 전도도가 낮은 묽은 용리액을 사용해 분석물 이온과 용리액 이온의 전도도 차이를 직접 검출하는 방식이다. 억제제를 컬럼 정지상에 함께 채워 넣어 이온을 분리한다는 설명은 단일 컬럼 이온크로마토그래피의 원리와 맞지 않는다.

열분해 곡선(TGA)은 온도에 따른 시료의 질량 변화를 기록한 것이다. 표의 온도를 보면 육수화물은 37℃, 5/2수화물은 56℃에서 변화가 일어나므로 100℃에 이르면 결정수는 모두 빠져나가고 무수 FeCl₃(화학식량 162)만 남는다.

철 원자 수는 변하지 않으므로 남은 질량은 화학식량의 비로 구한다. 처음 시료는 FeCl₃ㆍ6H₂O 25.0 mg, 화학식량 270이므로
25.0 mg × (162 / 270) = 15.0 mg 이다.

320℃는 무수 FeCl₃의 표에 제시된 온도 306℃보다 높지만, 녹는 것은 상태변화일 뿐 질량이 줄어드는 과정이 아니다. 340℃까지 더 이상의 분해 단계가 표에 없으므로 320℃에서도 질량은 그대로 15.0 mg이다.

따라서 열분해 곡선은 37℃ 부근과 56℃ 부근에서 두 번 계단처럼 떨어진 뒤 15.0 mg에서 평평해지며, 100℃와 320℃ 모두 15.0 mg이 된다. 만약 100℃에서 5/2수화물이 남아 있다면 25.0 × 207/270 = 19.2 mg이어야 하는데 그런 값은 제시되어 있지 않다.

기체크로마토그래피의 머무름지수(Kovats index)는 정상 알케인(n-알케인)을 기준물질로 삼아, 탄소수가 $n$인 n-알케인의 머무름지수를 $I = 100 \times n$으로 정의한다.

에탄(n-C₂H₆)은 탄소수가 2이므로 머무름지수는 $100 \times 2 = 200$이 되어 정의와 일치한다. 반면 다른 보기들은 탄소수가 4인 n-뷰테인에 이 정의를 적용했을 때 나와야 할 값(400)과 맞지 않거나, n-알케인이 아닌 화합물에 알케인 기준의 머무름지수를 매긴 것이어서 옳지 않다.

사중극자 질량분석관은 직류(DC) 전압과 고주파 교류(RF) 전압을 조합해, 특정 질량보다 큰 이온만 통과시키는 고질량 통과필터와 특정 질량보다 작은 이온만 통과시키는 저질량 통과필터의 성질을 동시에 갖도록 만든다.

이 두 필터가 동시에 작용하는 조건에서는 정해진 좁은 질량 범위의 이온만 안정한 궤도로 검출기까지 도달할 수 있게 되어, 사중극자가 좁은 띠(narrow band-pass) 필터로 작동하게 된다.

GC의 온도 프로그래밍은 컬럼 온도를 실험이 진행되는 동안 점차 높여 휘발성이 낮은 성분까지 적절한 시간 안에 용리시키는 기법이다. HPLC에서 이와 유사한 효과를 내는 방법은 이동상의 조성(용매 세기·극성)을 시간에 따라 점차 변화시키는 기울기 용리(gradient elution)이다.

기울기 용리는 초반에는 약하게 머무르는 성분을, 후반에는 강하게 머무르는 성분까지 짧은 시간 안에 고르게 분리·용리시킨다는 점에서 GC의 온도 프로그래밍과 원리적으로 대응된다.

반면 등용매 용리(isocratic elution)는 실험 내내 이동상 조성을 일정하게 유지하는 방법으로 온도 프로그래밍과 대응되는 효과를 낼 수 없으며, '선형 용리'·'지수적 용리'는 일반적으로 쓰이는 표준 용어가 아니다.

전자충격이온화(EI)법은 고에너지 전자빔으로 시료를 이온화하므로 부여되는 에너지가 커서 토막내기(fragmentation)가 매우 활발하게 일어난다. 그 결과 분자이온(M⁺)이 쉽게 깨져버려 분자이온 봉우리 자체가 약하거나 검출되지 않는 경우가 많으므로, 분자 양이온의 생성이 매우 효율적이라는 설명은 사실과 어긋난다.

오히려 EI법은 토막내기가 잘 일어나 분자량 결정이 어렵다는 점이 대표적 단점으로 지적되며, 화학이온화(CI)법은 EI보다 부여 에너지가 작은 연성 이온화 방법이어서 토막내기가 적고 스펙트럼이 단순한 편이다.

또한 EI는 시료를 반드시 기화시켜야 하므로 열에 불안정하거나 분자량이 큰(대략 1000 이상) 물질의 분석에는 불리하다.

기준전극은 측정 중 전위가 안정적으로 유지되고 제작·취급이 쉬워야 한다. 이러한 조건을 만족해 실험실에서 가장 널리 쓰이는 기준전극은 Ag/AgCl 전극이다.

Ag/AgCl 전극은 은선 표면에 AgCl을 코팅해 일정 농도의 Cl^- 용액(포화 KCl 등)에 담근 구조로, 안정적이고 재현성 있는 전위를 나타내며 소형화가 쉬워 널리 사용된다.

Cu/Cu²⁺, Cd/Cd²⁺, Zn/Zn²⁺와 같은 금속-금속이온 전극은 전위가 이온 농도에 민감하게 변하고 안정성이 떨어져 기준전극으로는 일반적으로 사용하지 않는다.

기체-액체 크로마토그래피(GLC)의 운반기체는 정지상이나 시료와 화학적으로 반응하지 않는 비활성 기체여야 하며, 헬륨·질소·아르곤·수소 등이 대표적으로 사용된다.

산소는 반응성이 커서 고온의 컬럼과 유기 시료를 산화시킬 수 있고 검출기 감응에도 영향을 줄 수 있어 운반기체로는 사용하지 않으므로, 가장 거리가 먼 것은 산소이다.

저분해능 질량분석계는 정수 단위의 질량만 구분하므로 정확한 질량으로부터 직접 분자식을 결정하기 어렵다. 이 경우 동위원소 존재비(M, M+1, M+2 봉우리의 상대 세기)를 비교해 시료에 포함된 C, H, N, O, S, Cl, Br 등 원소의 개수·조합을 추정하는 방법이 가장 유용하다.

단순히 분자이온을 검출하거나 토막무늬 정보만으로는 정수 질량만 아는 상태에서 분자식을 확정하기 어렵고, 정확한 분자량으로부터 결정하는 방법은 고분해능 질량분석계가 필요한 접근이라 저분해능 조건에는 맞지 않는다.