[화학분석기사 필기] 19년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

N2O4(g) ⇄ 2NO2(g)에서 왼쪽은 기체 1몰, 오른쪽은 2몰이다. 압력을 높이면 르 샤틀리에 원리에 따라 평형은 기체 몰수가 적은 쪽으로 이동하므로 N2O4가 만들어지는 역반응이 진행된다.

이론적 수득량은 3.2g이다.
살리실산과 아세트산 무수물의 1:1 반응에서 극한 반응물을 찾아야 한다. 살리실산의 몰수는 2.5g ÷ 138.12g/mol = 0.0181mol, 아세트산 무수물의 몰수는 3.1g ÷ 102.09g/mol = 0.0304mol로, 살리실산이 더 적으므로 살리실산이 극한 반응물이다.
아스피린의 이론적 수득량은 살리실산의 몰수에 아스피린의 분자량을 곱하면 된다.
$0.0181 \text{ mol} \times 180.16 \text{ g/mol} = 3.26 \text{ g}$
≈ 3.2g이다.
실제 수득량 3.0g은 이론값의 약 92% 수준으로, 회수율이 완전하지 않음을 보여준다.

2H2 + O2 → 2H2O에서 H2 10 g은 5 mol, O2 160 g은 5 mol이다. H2 5 mol에는 O2가 2.5 mol만 있으면 되므로 H2가 한계 반응물이고 물은 5 mol 생성된다. 따라서 $5\,\mathrm{mol}\times 18\,\mathrm{g/mol}=90\,\mathrm{g}$이다.

첨가 중합체를 만드는 단위체는 C₂H₄(에틸렌)이다.
첨가 중합은 분자 간의 화학 결합 시 작은 분자가 방출되지 않고 단위체의 이중결합이나 삼중결합이 끊어져 중합체를 형성하는 반응이다. C₂H₄는 탄소 간 이중결합(C=C)을 가지고 있어 이 결합이 끊어지면서 중합체(폴리에틸렌)를 형성하는 전형적인 첨가 중합체 단위체이다.
C₂H₆(에탄) — 포화 탄화수소로 이중결합이 없어 첨가 중합이 불가능하다.
HOCH₂CH₂OH(에틸렌글리콜)·HOCH₂CH₃(에탄올) — 축합 중합(응축)을 통해 중합되거나 중합되지 않는다.

납 원자 2.55×10²³개의 질량은 약 87.8g이다.
먼저 원자 개수를 몰 단위로 변환한다.
$n = \frac{2.55 \times 10^{23}}{6.02 \times 10^{23}} = 0.424 \text{ mol}$
질량은 질량 = 몰 수 × 원자량 공식으로 구한다.
$m = 0.424 \text{ mol} \times 207.2 \text{ g/mol} = 87.85 \text{ g} \approx 87.8 \text{ g}$

SO₃²⁻는 아황산(H₂SO₃)에서 유래한 이온이므로 아황산이온이라 해야 하며, 황산이온은 SO₄²⁻의 명칭이다. 따라서 SO₃²⁻를 황산이온이라 명명한 설명이 옳지 않다.
다원자 이온의 명명은 그 이온이 유래한 산의 이름을 기준으로 한다.
CH₃COO⁻는 아세트산(CH₃COOH)에서 유래하므로 아세트산이온이 맞다.
NO₃⁻는 질산(HNO₃)에서 유래하므로 질산이온이 맞다.
HCO₃⁻는 탄산(H₂CO₃)에서 수소 하나가 빠진 형태이므로 탄산수소이온이 맞다.

카르보닐기(C=O)는 탄소 원자가 산소 원자와 이중결합을 이루는 작용기다. 알데히드는 -CHO 구조로 카르보닐기를 포함하고, 아미드는 -CO-N- 구조에서 카르보닐기를 포함하며, 에스테르는 -COO- 구조에서 카르보닐기를 포함한다. 페놀은 벤젠 고리에 -OH(히드록시기)가 직접 결합한 화합물로, C=O 이중결합을 포함하지 않는다.

2C4H10 + aO2 → bCO2 + cH2O에서 탄소 8개, 수소 20개이므로 b = 8, c = 10이다. 오른쪽 산소 원자는 $8\times 2+10=26$개이고 왼쪽은 2a개이므로 a는 13이다.

기체 상태의 원자에 전자 하나를 더할 때 출입하는 에너지는 전자친화도이고, 이온화 에너지는 반대로 기체 원자에서 전자 하나를 떼어내는 데 필요한 에너지다. 나머지 보기의 엔트로피 정의, 광전효과, 같은 주기에서 유효 핵전하가 커져 원자 반지름이 작아진다는 설명은 모두 옳다.

H는 +1, O는 -2이므로 H2C2O4에서는 $2(+1)+2x+4(-2)=0$이 성립한다. 정리하면 $2x=6$이므로 C의 산화수는 +3이다.

몰랄농도의 기준을 잘못 서술한 것이 오답이다. 몰랄농도(molality)는 용액 1kg이 아니라 용매 1kg에 포함된 용질의 몰수로 정의된다. 노르말농도는 용액 1L당 용질의 그램당량수가 맞고, 몰분율은 해당 성분의 몰수를 전체 몰수로 나눈 것이 맞으며, 몰농도는 용액 1L당 용질의 몰수가 맞다. 따라서 용액과 용매의 구분을 명확히 하지 않은 몰랄농도에 대한 설명이 잘못되었다.

산성비는 SO₂, NO 등의 산성 산화물이 대기 중에서 산화되어 산을 형성하는 과정으로 발생한다. 황이 산화되어 SO₂를 생성하는 반응, 질소가 산화되어 NO를 생성하는 반응, SO₃이 물과 반응하여 황산(H₂SO₄)을 생성하는 반응은 모두 산성비 발생에 직접 관여한다. 반면 Ca²⁺(aq)과 CO₃²⁻(aq)의 반응은 탄산칼슘 침전 형성 반응으로, 산성비의 발생 원인과는 무관한 침전 반응이다.

HClO은 염소의 산화수가 +1로 가장 낮은 산소산이다. 옥소산 명명에서 산화수가 낮은 순서대로 하이포아염소산(HClO) < 아염소산(HClO₂) < 염소산(HClO₃) < 과염소산(HClO₄)으로 부르므로, HClO은 하이포아염소산이 된다.

용액의 OH⁻ 농도는 10⁻⁹·³ mol/L이다.
25℃ 수용액에서 $\mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14$이므로 pOH는
$14-4.7=9.3$
따라서
$[\mathrm{OH}^{-}]=10^{-9.3}\ \mathrm{mol/L}$

평형 혼합물 속 HI의 농도는 0.31 M이다.
먼저 주어진 평형 자료로부터 평형상수를 구한다. H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)에서
$K_c = \frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]} = \frac{(2.1)^2}{0.13 \times 0.70} = \frac{4.41}{0.091} = 48.4$
0.20 mol HI를 500.00 mL(0.5 L) 용기에 넣으면 초기농도는 [HI]₀ = 0.20/0.5 = 0.40 M이고, [H₂]₀ = [I₂]₀ = 0이다. ICE 표를 세우면 HI가 분해되어 H₂와 I₂가 생성되므로 변화량을 -2x, +x, +x로 놓으면 평형농도는 [H₂] = x, [I₂] = x, [HI] = 0.40 - 2x가 된다.
평형상수식에 대입하면
$48.4 = \frac{(0.40-2x)^2}{x \cdot x} = \frac{(0.40-2x)^2}{x^2}$
이므로
$\sqrt{48.4} = \frac{0.40-2x}{x}$
즉
$6.96 = \frac{0.40-2x}{x}$
에서 6.96x = 0.40 - 2x, 8.96x = 0.40이므로
$x = 0.0446 \approx 0.045$
M이다.
따라서 [HI] = 0.40 - 2(0.045) = 0.40 - 0.09 = 0.31 M이다.

돌턴의 원자설은 물질의 최소 단위인 원자, 같은 원소 원자의 동일한 질량, 원소 원자들의 간단한 정수비 결합을 핵심 내용으로 한다. 반면 원자가전자의 개념과 화학결합에서의 역할은 20세기 초 전자발견 이후 현대 원자 구조론에서 설명되는 내용으로, 19세기 초 돌턴이 주장한 원자설에는 포함되지 않는다.

AgCl의 용해도가 가장 크다.
용해도곱상수(Ksp)가 작을수록 용해도가 작으므로, Ksp가 가장 큰 화학종이 용해도가 가장 크다. 주어진 Ksp 값을 비교하면 AgCl의 10⁻¹⁰이 가장 크고, AgI(10⁻¹⁶), Ni(OH)₂(6×10⁻¹⁶), Fe(OH)₃(2×10⁻³⁹) 순으로 작아진다.
AgCl은 AB 형태의 염으로 용해평형식 AgCl(s) ⇌ Ag⁺ + Cl⁻에서 Ksp = [Ag⁺][Cl⁻] = s²이므로, 용해도 s = √(10⁻¹⁰) = 10⁻⁵ mol/L이다.

혼합 용액의 pH는 1.125이다.
황산의 H⁺ 이온 개수를 먼저 계산한다. 0.1M H₂SO₄ 10mL는 H⁺을 0.1 × 0.01 × 2 = 0.002 mol 생성한다(H₂SO₄는 2가 산). NaOH의 OH⁻ 이온 개수는 0.05M × 0.01L = 0.0005 mol이다.
중화 반응 H⁺ + OH⁻ → H₂O에서 OH⁻ 0.0005 mol이 H⁺ 0.0005 mol과 반응하므로, 남은 H⁺ = 0.002 − 0.0005 = 0.0015 mol이다. 혼합 용액의 부피가 20mL(0.02L)이므로 [H⁺] = 0.0015 ÷ 0.02 = 0.075 M이다.
pH = −log(0.075) = −log(7.5 × 10⁻²) = 2 − log(7.5) ≈ 2 − 0.875 = 1.125이다.

유황의 분자량은 약 258 g/mol이다.
끓는점 오름이나 녹는점 내림 현상은 ΔT = Kf × m 공식으로 계산한다.
먼저 녹는점 내림(ΔT)을 구하면
80.00℃ − 77.88℃ = 2.12℃이다.
녹는점 강하상수를 대입하면 2.12 = 6.80 × m이므로
m = 2.12/6.80 = 0.3118 mol/kg이다.
몰랄농도의 정의에 따라
$m = \frac{\text{용질의 몰수}}{\text{용매의 질량(kg)}}$
이므로
$0.3118 = \frac{n}{0.01500}$
에서 용질(유황)의 몰수는
$n = 0.3118 \times 0.01500 = 0.004677 \text{ mol}$이다.
유황의 분자량은
$M = \frac{\text{질량}}{\text{몰수}} = \frac{1.20}{0.004677} = 256.4 \text{ g/mol}$
으로, 유효숫자를 고려하면 약 256 g/mol ≈ 258 g/mol이다.

전이금속원소는 d블록에 속하며 원자번호 21~30(제1주기), 39~48(제2주기), 72~80(제3주기) 등으로 나뉘어 있고, 원자번호 51~71번은 악티늄족이 아니라 란타늄족이다. 원자번호 51번은 안티몬(Sb)부터 시작하는데, 이 범위는 p블록 원소들이며, 악티늄족(악티늄 원소)은 원자번호 89~103번(Ac~Lr)에 해당한다. 따라서 전이금속의 족 개수 표현과 원자번호 범위 및 족의 명칭이 모두 잘못되었다.

역적정은 분석용액에 과량의 EDTA를 먼저 넣어 완전히 반응시킨 뒤, 남은 EDTA를 제2의 금속 이온 표준용액으로 적정하는 방법이다. "일정한 소량의 EDTA를 가한다"는 서술이 틀렸다. 침전이 생기거나 반응이 느리거나 지시약이 막히는 경우에 쓰며, 제2의 금속 이온은 분석물질을 EDTA 착물에서 밀어내지 않아야 한다.

이온세기는 $\mu=\dfrac{1}{2}\sum c_i z_i^{2}$로 구한다. 0.05 M Na2SO4는 Na+ 0.10 M(z = +1)과 SO42- 0.05 M(z = -2)으로 해리되므로 $\mu=\dfrac{1}{2}\left(0.10\times 1^{2}+0.05\times 2^{2}\right)=0.15$ M이다.

핵생성 속도는 상대 과포화도가 커질수록 기하급수적으로 증가하므로, "과포화도가 감소함에 따라 직선적으로 증가한다"는 서술이 틀렸다. 그래서 굵은 입자를 얻으려면 상대 과포화도를 낮게 유지해 핵생성보다 입자 성장이 우세하도록 만든다.

알케인 사슬은 전자가 통과해야 하는 절연 구간이므로 사슬이 길어질수록 전자 터널링에 대한 저항이 지수적으로 증가한다. 전도도는 저항의 역수이므로, 그림처럼 (CH2)8 16.1 nS → (CH2)10 1.37 nS → (CH2)12 0.35 nS로 급격히 떨어진다.

I-를 계속 넣으면 처음에는 PbI2 침전이 늘지만, 과량 구간에서는 PbI3-·PbI42- 착물이 생겨 침전이 다시 녹는다. 따라서 녹아 있는 전체 Pb 농도는 일정하지 않고 감소했다가 다시 증가한다. 반면 자유 Pb2+는 $K_{sp}=[\mathrm{Pb}^{2+}][\mathrm{I}^{-}]^{2}$ 때문에 계속 줄고, PbI3-는 $\beta_{3}K_{sp}[\mathrm{I}^{-}]$에 비례해 계속 늘어난다.

O의 산화수를 -2로 두면 S4O62-에서 $4x+6(-2)=-2$이다. 정리하면 $4x=10$이므로 S의 평균 산화수는 +2.5이다. 실제 구조에서는 가운데 S 2개가 0, 바깥쪽 S 2개가 +5여서 평균이 소수로 나온다.

Y4-는 수소이온을 모두 잃은 형태일 뿐이고, 해리된 EDTA의 대부분은 pH에 따라 HY3-·H2Y2- 등으로 존재한다. 그래서 [Mg2+]와 [Y4-]는 같지 않고 보통 [Mg2+]가 훨씬 크다. pH를 높이면 Y4- 분율이 커져 조건형성상수가 커지므로 해리된 Mg2+는 줄어든다는 보기는 옳다.

HOCl 해리 반응에서 두 번째 반응을 빼면 HOBr ⇌ H+ + OBr-가 되고, 반응식을 뺄 때 평형상수는 나누므로 $K=\dfrac{K_1}{K_2}$이다. 대입하면 $K=\dfrac{3.0\times 10^{-8}}{15}=2.0\times 10^{-9}$이다.

이온 농도곱이 Ksp보다 크면 과포화 상태이므로 여분의 이온이 결합해 침전이 생긴다. 침전은 농도곱이 Ksp와 같아져 포화에 이를 때까지 계속된다. 반대로 농도곱이 Ksp보다 작으면 불포화라 고체가 더 녹는다.

선 표시법은 왼쪽에 산화가 일어나는 산화전극, 오른쪽에 환원이 일어나는 환원전극을 적고, 상 경계는 세로줄 하나, 염다리는 세로줄 둘로 나타낸다. 그림에서 Zn은 ZnCl2 용액에, Cu는 CuSO4 용액에 담겨 있고 이온화 경향이 큰 Zn이 산화되므로 Zn(s) | ZnCl2(aq) || CuSO4(aq) | Cu(s)가 된다.

산성 용액에서는 H2S의 이온화가 억제되어 S2- 농도가 매우 낮은데도 HgS는 침전한다. 이는 HgS가 훨씬 작은 S2- 농도에서도 이미 용해도곱을 넘어선다는 뜻이므로 HgS의 Ksp가 ZnS보다 작다(더 잘 녹지 않는다).

이 비는 0.1이다.
헨더슨-하셀바흐식
$\mathrm{pH}=\mathrm{p}K_a+\log\dfrac{[\mathrm{A}^{-}]}{[\mathrm{HA}]}$
에 값을 넣으면
$6.00=7.00+\log\dfrac{[\mathrm{A}^{-}]}{[\mathrm{HA}]}$
따라서
$\log\dfrac{[\mathrm{A}^{-}]}{[\mathrm{HA}]}=-1$
이므로 그 비는 0.1이다.

약산의 해리상수 $K_a=\dfrac{[\mathrm{H}^{+}][\mathrm{A}^{-}]}{[\mathrm{HA}]}$에 음의 상용로그를 취해 정리하면 $\mathrm{pH}=\mathrm{p}K_a+\log\dfrac{[\mathrm{A}^{-}]}{[\mathrm{HA}]}$가 된다. 즉 짝염기가 산보다 많을수록 pH가 pKa보다 높아진다.

고체상 이온선택성 전극의 감지 결정은 순수한 결정이 아니라 이온 전도도를 높이려고 다른 이온을 도핑한 결정을 쓴다(예: 플루오린 전극의 LaF3에 EuF2 도핑). 따라서 "순수한 고체결정을 사용해야 한다"가 틀렸다. 은-염화은 기준전극 사용, 기체 감응 복합전극, 분석 이온이 든 내부 충전용액은 모두 옳다.

에탄올 농도는 3.34 M이다.
술 1 L 속 에탄올 부피는
$1000\times 0.195=195\,\mathrm{mL}$
이고, 질량은
$195\times 0.789=153.9\,\mathrm{g}$이다.
몰수로 바꾸면
$\dfrac{153.9}{46.0}=3.34\,\mathrm{mol}$
이므로 농도는 3.34 M이다.

이온의 활동도는 $a=\gamma c$로 정의되어, 농도에 활동도계수를 곱한 값이다. 따라서 활동도는 활동도계수에 비례한다. 이온세기가 커지면 활동도계수가 작아지므로 활동도도 함께 작아진다.

ClO2의 Cl은 +4에서 ClO3-의 +5로 산화되므로 전자 1개를 잃는다. 산소·수소·전하를 맞추면 ClO2 + 2OH- → ClO3- + H2O + e-가 되고 양변 전하가 모두 -2로 같다. 따라서 계수는 차례대로 1, 2, 1, 1이다.

910 hPa은 $910\times 100=91000\,\mathrm{Pa}$이다. 1 torr = 133.322 Pa이므로 $\dfrac{91000}{133.322}=682.6\,\mathrm{torr}$, 즉 약 683 torr이다.

플라스크에 담긴 물의 질량은 $20.2144-10.2634=9.9510\,\mathrm{g}$이다. 20℃에서 물 1 g의 부피가 1.0029 mL이므로 부피는 질량에 1.0029를 곱해 구한다. 따라서 (20.2144 - 10.2634) × 1.0029가 옳은 식이다.

36.0 mL를 가했을 때 전지 전압은 0.550 V이다.
36.0 mL는 당량점(50.0 mL) 이전이므로 Fe³⁺/Fe²⁺ 반쪽 전지로 계산한다.
$\dfrac{[\mathrm{Fe}^{3+}]}{[\mathrm{Fe}^{2+}]}=\dfrac{36.0}{50.0-36.0}$
이므로
$E=0.767+0.05916\log\dfrac{36.0}{14.0}=0.791\,\mathrm{V}$이다.
여기서 기준전극인 칼로멜 전극 전위를 빼면
$0.791-0.241=0.550\,\mathrm{V}$이다.

복사선 파장보다 훨씬 작은 분자나 분자 집합체에 의해 에너지 변화 없이 일어나는 탄성 산란이 Rayleigh 산란이다. Raman 산란(Stokes·anti-Stokes 포함)은 산란광의 진동수가 바뀌는 비탄성 산란이라는 점이 다르다.

단색 X-선으로 K·L 껍질의 내부전자를 방출시키고 그 광전자의 운동에너지로 결합에너지를 구해 원소의 산화 상태와 결합 상태를 알아내는 것은 X-선 광전자분광법(XPS, ESCA)이다. Auger 전자분광법은 이온화 후 이차적으로 튀어나오는 Auger 전자를 측정한다는 점이 다르다.

CH3CH2CH2OCH3는 대칭 요소가 없어 CH3-, -CH2-, -CH2O-, -OCH3의 네 자리가 서로 다른 화학적 환경에 놓인다. 따라서 NMR 스펙트럼에 4가지 수소 신호가 나타난다.

신호-대-잡음비(S/N)가 약 3 이하로 떨어지면 신호가 잡음에 묻혀 사람 눈으로는 둘을 구별할 수 없다. 그래서 검출한계도 보통 S/N이 2~3이 되는 지점으로 정의한다.

σ 결합 전자는 가장 안정해 결합성 궤도와 반결합성 궤도의 에너지 차이가 가장 크다. 흡수 에너지가 클수록 파장은 짧으므로 σ → σ* 전이가 가장 짧은 파장(진공 자외선 영역)을 흡수한다. 전이 에너지는 σ→σ*가 가장 크고 n→π*가 가장 작다.

Beer 법칙 $A=\varepsilon b c$에서 흡광도는 셀 길이에 비례한다. 셀이 10 mm에서 50 mm로 5배 길어졌으므로 흡광도도 $0.1\times 5=0.5$이 된다.

NMR 기기의 4대 구성요소는 균일하고 센 자석, 자기장을 좁은 범위에서 연속 변화시키는 장치, 라디오파(RF) 발신기, 그리고 RF 신호 검출기(수신기)이다. "전파 송신기"는 RF 발신기와 겹치는 표현일 뿐 별도 구성요소가 아니며, 목록에서 실제로 빠진 것은 신호를 받는 검출기다.

들뜬 상태는 분자가 에너지를 흡수해 더 높은 준위로 올라간 상태다. 광자를 방출하는 것은 들뜬 상태에서 바닥 상태로 되돌아가는 이완 과정이므로 들뜬 상태의 설명이 될 수 없다. 적외선 흡수에 의한 진동 들뜸, X-선에 의한 이온화, 마이크로파 흡수에 의한 회전 들뜸은 모두 흡수 과정이다.

기체 상태의 원자는 진동·회전 준위가 없고 전자 전이 준위만 뚜렷하게 나뉘므로, 흡수 스펙트럼이 폭이 매우 좁은 선 스펙트럼으로 나타난다. 띠 스펙트럼은 분자의 진동·회전 준위가 겹칠 때, 연속 스펙트럼은 가열된 고체 등에서 나타난다.

ICP는 아르곤 플라스마 온도가 약 4000~6000℃로 불꽃(약 1700~3150℃)보다 훨씬 높다. 따라서 "낮은 온도에서 분석한다"는 설명이 틀렸다. 오히려 높은 온도 덕분에 잘 분해되지 않는 산화물도 원자화되고 화학적 방해가 줄며, 동시 다원소 분석과 낮은 검출한계가 가능하다.

기준 진동방식 수는 비선형 분자가 3N-6, 선형 분자가 3N-5이다. CO2는 원자 3개인 선형 분자이므로 $3\times 3-5=4$가지 진동방식(대칭 신축, 비대칭 신축, 굽힘 2개)을 가진다.

원자화 온도는 유도쌍 아르곤 플라스마(ICP)가 약 4000~6000℃로 가장 높다. 불꽃은 약 1700~3150℃, 전열증발화는 약 1200~3000℃, 마이크로파 유도 아르곤 플라스마는 약 2000~3000℃ 수준이다.

ICP에서는 아르곤이 이온화하면서 생긴 전자가 플라스마 안에 매우 높은 농도로 존재한다. 이 전자들이 시료 원자의 이온화 평형을 억눌러 시료가 거의 이온화되지 않으므로 이온화 방해가 사실상 나타나지 않는다.

푸리에 변환 분광기의 간섭계는 슬릿과 분산소자가 없어 미광(stray light)의 영향을 받지 않는다. 따라서 "미광의 영향을 받으므로 빠른 감응검출기를 쓴다"는 설명이 틀렸다. 나머지는 FT 분광법의 대표 장점인 throughput(Jacquinot) 이점, 높은 분해능·파장 재현성, multiplex(Fellgett) 이점을 옳게 서술한 것이다.

X-선의 선스펙트럼은 K, L 같은 내부 껍질에서 전자가 튀어나간 자리를 바깥 껍질 전자가 채우며 나오는 전이에서 생긴다. 최외각 궤도함수 전이는 에너지가 훨씬 작아 자외선-가시광선 영역에 나타나므로 X-선과 무관하다. X-선관은 제동복사에 의한 연속 스펙트럼과 특성 선스펙트럼을 함께 낸다.

슬릿을 넓히면 빠져나오는 파장 범위(유효 띠너비)가 커져 분해능이 떨어진다. 대신 통과하는 빛의 세기는 커지고 봉우리 너비도 넓어지므로 나머지 보기는 모두 반대 서술이다.

Bragg 식 $n\lambda = 2d\sin\theta$는 결정면에 입사한 X-선이 면간거리 $d$에 따라 보강간섭하는 회절 조건을 나타낸다. 이 관계로 회절각을 측정해 결정의 면간거리와 구조를 알아낸다.

전기방전이 시료 표면과 상호작용해 증기화된 입자를 만든다는 서술은 아크·스파크 방전 시료 도입에 대한 설명이다. 전열 증기화(ETV)는 시료를 흑연봉이나 탄탈럼 보트에 넣고 전기로 급속 가열해 증기화한 뒤 비활성기체로 원자화 장치에 운반하는 방식이다.

분광학은 복사선(전자기 복사선)과 물질의 상호작용을 다루는 학문 전반을 가리키는 일반 용어다. 흡수, 방출, 산란처럼 물질이 빛을 주고받는 모든 현상을 포괄하므로 원자나 분자, 전자로 좁혀 쓸 수 없다.

선형분자는 회전 자유도가 2개뿐이라 비선형분자보다 진동방식이 하나 많다.
선형분자는 분자축을 중심으로 회전해도 원자의 위치가 달라지지 않아 회전 자유도가 3개가 아니라 2개다.
전체 자유도 $3N$에서 병진 3, 회전 2를 빼므로 진동방식이 $3N-5$가 되어 비선형분자($3N-6$)보다 하나 많다.

이온선택성 막이 갖춰야 할 성질은 분석 용액에 대한 최소 용해도, 약간의 전기전도도, 분석물에 대한 선택적 결합성이다. 막전극의 전위는 막 양쪽의 이온 분포 차이로 생기므로 산화·환원 반응은 관여하지 않는다.

FID의 불꽃은 수소와 공기를 태워 만든다. 질소는 운반기체나 보조기체로 쓰일 뿐 불꽃을 만드는 연료가 아니다. 유기화합물이 이 불꽃에서 열분해되며 이온성 중간체와 전자를 만들고, 이것이 전극 사이로 전류를 흘려 검출된다.

전극전위는 약 0.288 V이다.
전지식이 Pt|Cr³⁺, Cr²⁺‖Pb²⁺|Pb이므로 오른쪽 Pb 전극이 환원전극이다.
각 반쪽전위는
$E_{\mathrm{Cr}} = -0.408 - 0.0592\log\dfrac{1.00\times 10^{-3}}{2.00\times 10^{-4}} = -0.449\,\mathrm{V}$
$E_{\mathrm{Pb}} = -0.126 - \dfrac{0.0592}{2}\log\dfrac{1}{6.50\times 10^{-2}} = -0.161\,\mathrm{V}$이다.
전지전위는
$-0.161 - (-0.449)$
이므로 약 0.288 V다.

van Deemter 식에서 세로확산 항은 $B/u$로 이동상 속도에 반비례한다. 흐름이 느릴수록 띠가 관 안에 오래 머물러 확산으로 퍼지기 때문이다. 충전입자 크기는 다중 통로 항과 질량이동 항 모두에 영향을 준다.

운반기체는 시료·정지상과 반응하지 않는 비활성 기체여야 하므로 He, N2, Ar을 쓴다. Cl2는 반응성과 부식성이 커서 시료와 반응하고 컬럼·검출기를 손상시키므로 운반기체로 쓸 수 없다.

이동상 자체의 이온 전하(전도도)가 낮아야 하고 온도를 정밀하게 조절해야 한다는 조건은 전기전도도 검출기의 특징이다. 용액의 전도도는 온도가 1℃ 오를 때마다 약 2%씩 변하므로 항온 유지가 필수이며, 이온 크로마토그래피에서 이온성 분석물 검출에 쓰인다.

미셀 동전기 모세관 크로마토그래피는 전기삼투흐름으로 용액을 밀어 보내므로 고압 펌프가 필요 없다. 이동상에 넣은 계면활성제 미셀이 유사 정지상 역할을 해 전하를 띠지 않는 화학종도 분배 차이로 분리되며, 모세관 전기이동 특유의 높은 관효율과 키랄 분리 능력을 갖는다.

반쪽전지의 전위는 -0.462 V이다.
Nernst 식
$E = E^{\circ} - \dfrac{0.0592}{2}\log\dfrac{1}{[\mathrm{Cd}^{2+}]}$
에 $E^{\circ} = -0.403\,\mathrm{V}$, $[\mathrm{Cd}^{2+}] = 0.010\,\mathrm{M}$을 대입한다.
$E = -0.403 - 0.0296\times \log 100 = -0.403 - 0.0592$
이므로 -0.462 V다.

전자충격 이온화(EI)는 다루기 편하고 큰 이온전류를 내어 감도가 높지만, 시료를 먼저 기체 상태로 증발시켜야 하므로 열에 불안정하고 분자량이 큰 생체분자에는 쓸 수 없다. ESI, FAB, MALDI는 이런 시료를 위해 개발된 연성(soft) 이온화법이다.

자기장부채꼴 질량분석기는 시료 도입계, 필라멘트로 전자를 내보내는 이온원, 이온빔을 다듬는 슬릿, 고진공을 만드는 펌프, 검출기로 구성된다. 이온은 자기장으로 궤도가 휘어져 분리되므로 빛을 반사하는 거울은 필요 없다.

전압전류법에서 전극반응을 일으켜 전류를 내는 작용기는 카르보닐기, 유기 할로젠기, 탄소-탄소 이중결합, 나이트로기, 퀴논 등이다. 암모니아(아민) 화합물은 통상적인 전위 범위에서 산화·환원되지 않아 전기활성 작용기에 해당하지 않는다.

용융실리카 벽도포 열린관 컬럼(FSWCOT)은 관벽이 얇고 금속 산화물 불순물이 거의 없어 화학적으로 비활성이며, 바깥을 폴리이미드로 코팅해 유연성이 뛰어나다. 분리 효율이 가장 좋아 현재 GC 열린관 컬럼의 대부분을 차지한다.

거울상 이성질체는 보통의 정지상에서 구별되지 않으므로 키랄 정지상을 쓰거나 이동상에 키랄 첨가제를 넣어 분리한다. 역상에서는 극성이 큰 용질이 먼저 나오고, 정상 결합상의 R은 다이올·아미노 같은 극성 작용기이며, 이온쌍 크로마토그래피의 상대이온은 정지상이 아니라 이동상에 넣으므로 나머지는 틀렸다.

산화전극에서 내놓은 전자는 용액을 통과하지 못하고 외부 도선을 따라 환원전극으로 흐른다. 두 전해질 용액 사이에서는 염다리를 통한 이온의 이동으로만 전하 균형이 맞춰진다.

이온이 다른 분자와 충돌하지 않고 날아가야 하므로 도입계·이온원·질량분리부·검출기는 고진공으로 유지한다. 신호처리기는 검출기가 만든 전기신호를 증폭·처리하는 전자장치라 대기압 상태에 두어도 된다.

시료와 기준물질의 온도 차이를 재는 것은 DTA다. DSC는 두 물질을 같은 온도로 유지하는 데 필요한 열흐름(에너지)의 차이를 측정하므로 전이열을 정량할 수 있다. 나머지는 옳으며 결정화는 발열 봉우리로 Tg와 Tm 사이에 나타난다.

네 개의 막대에 직류 전압과 RF 전압을 걸고 그 비를 유지한 채 함께 증가시키면 특정 $m/z$의 이온만 안정한 궤도로 통과하는데, 이 장치가 사중극자 질량분석기다. 주사시간이 1초 이내로 짧고 값이 싸서 크로마토그래피 검출기로 널리 쓰인다.

미지용액의 칼슘이온 농도는 0.00162 M이다.
2가 이온의 Nernst 응답이므로
$\Delta E = \dfrac{0.0592}{2}\log\dfrac{C_2}{C_1}$
에서
$\log\dfrac{C_2}{C_1} = \dfrac{15.0}{29.6} = 0.507$
즉 $C_2 = 3.21\,C_1$이다.
첨가 후 농도는
$C_2 = \dfrac{25.0\,C_1 + 2.00\times 0.0500}{27.0}$
이므로
$25.0\,C_1 + 0.100 = 86.7\,C_1$
따라서 0.00162 M이다.

전기로 안을 질소·아르곤 같은 비활성 기체로 채우는 것은 공기 중 산소를 몰아내 가열 중 시료가 산화되는 것을 막기 위해서다. 산화가 일어나면 무게가 늘어나는 변화가 겹쳐 순수한 열분해 곡선을 얻을 수 없다.

기울기 용리법은 용리 도중 이동상의 조성(극성)을 단계적으로 바꿔 극성이 크게 다른 성분들을 한 번에 분리하는 방법으로, GC의 온도 프로그래밍과 같은 효과를 낸다. 등용매 용리법은 조성을 처음부터 끝까지 일정하게 유지하므로 이런 효과가 없다.