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22-1다음은 「식품의 기준 및 규격」에 실린 식염 정량법 가운데 모르… | 2022년 식품안전기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

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다음은 「식품의 기준 및 규격」에 실린 식염 정량법 가운데 모르(Mohr)법이다. 계산식에 들어 있는 계수 5.85가 어떻게 나온 값인지 산출 근거를 설명하시오. (단, AgNO3\mathrm{AgNO_3}의 분자량은 169.87, NaCl\mathrm{NaCl}의 분자량은 58.5로 한다.)

○ 분석원리 : 전처리한 검액에 크롬산칼륨 시액을 몇 방울 넣고 질산은 표준용액을 떨어뜨리면, 염화물이 먼저 흰색 AgCl\mathrm{AgCl} 침전으로 모두 가라앉는다. 염화물이 다 소모된 뒤부터 남은 은 이온이 크롬산이온과 만나 적갈색 Ag2CrO4\mathrm{Ag_2CrO_4} 침전을 만들므로, 완전히 적갈색으로 변할 때까지 쓰인 질산은 용액의 부피로 식염을 정량한다.

○ 시험방법 : 식염이 약 1 g 들어 있을 만큼 검체를 달아, 필요하면 수욕상에서 증발ㆍ건고한 뒤 회화한다. 이를 물에 녹이고 물을 더해 500 mL로 맞춘 다음 여과하고, 그 여액 10 mL에 크롬산칼륨 시액 2~3방울을 넣어 0.02 N 질산은 용액으로 적정한다.

○ 계산방법 : 식염(w/w%, w/v%) = ba×f×5.85\dfrac{b}{a} \times f \times 5.85

여기서 a는 검체 채취량(g 또는 mL), b는 적정에 쓰인 0.02 N 질산은 용액의 부피(mL), f는 그 용액의 역가이다.

○ 반응식 : AgNO3+NaClAgCl+NaNO3\mathrm{AgNO_3} + \mathrm{NaCl} \rightarrow \mathrm{AgCl} \downarrow + \mathrm{NaNO_3}

해설

5.85 = 0.02(N) × 58.5(g/eq) ÷ 1,000(mL/L) × 50(희석배수) × 100(백분율) — 즉 0.02 N 질산은 1 mL에 대응하는 NaCl\mathrm{NaCl} 0.00117 g에, 500 mL 중 10 mL만 적정한 데 따른 희석배수 50과 백분율 환산 100을 곱한 값이다.


[해설]

계수 5.85는 '적정에 쓰인 질산은 1 mL가 검체 몇 %의 식염에 해당하는가'를 미리 계산해 묶어 둔 값이다. 순서대로 풀면 다음과 같다.

① 반응식이 1 : 1이므로 소비된 질산은의 당량수와 여액 속 NaCl\mathrm{NaCl}의 당량수가 같다.

eq=0.02×f×b1000\mathrm{eq} = 0.02 \times f \times \dfrac{b}{1000}

NaCl\mathrm{NaCl}은 1가이므로 당량은 분자량과 같은 58.5 g/eq이다. 따라서 여액 10 mL 속 식염의 질량은

0.02×f×b1000×58.5 (g)0.02 \times f \times \dfrac{b}{1000} \times 58.5\ (\mathrm{g})

③ 검체 전량은 500 mL로 정용했고 그중 10 mL만 적정했으므로 희석배수는 500 ÷ 10 = 50이다. 여기에 검체 채취량 a로 나누고 100을 곱해 백분율로 바꾼다.

0.02×f×b1000×58.5×50a×100=ba×f×(0.02×58.5×501000×100)\dfrac{0.02 \times f \times \dfrac{b}{1000} \times 58.5 \times 50}{a} \times 100 = \dfrac{b}{a} \times f \times \left(0.02 \times 58.5 \times \dfrac{50}{1000} \times 100\right)

④ 괄호 안을 계산하면 0.02×58.5÷1000=0.001170.02 \times 58.5 \div 1000 = 0.00117(0.02 N 질산은 1 mL에 상당하는 NaCl\mathrm{NaCl}의 g수)이고, 여기에 50과 100을 곱해 0.00117×50×100=5.850.00117 \times 50 \times 100 = \mathbf{5.85}가 된다.

결국 5.85 = 0.02 N × 58.5 g/eq × 50(희석배수) ÷ 1,000 × 100이다. 묶는 순서를 달리해 '0.00117 × 50 × 100'으로 설명해도 같은 식이다.

한편 발문에 주어진 AgNO3\mathrm{AgNO_3}의 분자량 169.87은 이 계산에 쓰이지 않는다. 질산은은 이미 0.02 N이라는 규정농도와 역가 f로 주어져 있어 몰질량이 다시 필요하지 않기 때문이다. 계수를 유도할 때 필요한 것은 NaCl\mathrm{NaCl}의 당량 58.5뿐이다.

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