필답형ㅣ

5. 적외선 흡수 분광법 (IR)에서 주사형 간섭계는 거울이 일정한 속도로 움직인다. 2.5 ~ 16μm의 적외선을 0.4cm/s의 속도로 움직이는 거울을 갖는 간섭계로변조시킬 때 얻는 신호의 주파수 (Hz) 범위를 구하시오. (배점 4점)풀이: f = 2νM/λ① λ = 2.5μm∴ f = (2×0.4cm/s)/(2.5μm×10-4cm/μm) = 3200Hz② λ = 16μm∴ f = (2×0.4cm/s)/(16μm×10-4cm/μm) = 500Hz해답: 500 ~ 3200Hz추가 해설: 거울이 반파장 (λ/2)에 해당하는 거리를 움직일 때 한 주기의 신호가 나타난다. 만약 거울이 νM의 일정한 속도로 움직이고 거울이 λ/2cm만큼 움직이는데 걸리는 시간을 t라고 한다면 다음과같이 쓸 수 있다.νMt = λ/2검출기에 도달하는 신호의 주파수 f는 t의 역수, 즉 다음과 같다.f = 1/t = 2νM/λ6. 미세전극을 전압전류법에서 사용할 때의 장점을 2가지만 쓰시오. (배점 4점)해답: (1) 작은 공간 (생물 세포)에 끼울 수 있다.(2) 저항이 큰 용액이나 비수용매에 유용하다. (옴 손실이 적기 때문)(3) 빠른 전압 주사로 수명이 짧은 화학종 (반응 중간체)의 연구가가능하다. (이중층 전기 용량이 적기 때문)(4) 충전 전류가 작아져서 감도가 수천 배 높다. (전극 크기가 작기때문)7. 산화제인 Ce4+를 적가하여 철의 함량을 측정하려고 한다. 철을 1M HClO4를전처리하여 Fe2+ 이온으로 용해시키고, 수소 기준전극과 백금 전극을 사용하여전압을 측정한다. 당량점에서 측정되는 전압 (V)은 얼마인지 구하시오. (단, 조건은 25℃, 1atm이다.) (배점 4점)Ce4++e- ↔ Ce3+, E° = 1.70VFe3++e- ↔ Fe2+, E° = 0.767VFe2++2e- ↔ Fe(s), E°= -0.44V풀이: E+ = 0.767 - (0.05916/1)×log([Fe2+]/[Fe3+]) ∙∙∙ ①E+ = 1.70 - (0.05916/1)×log([Ce3+]/[Ce4+]) ∙∙∙ ②①과 ②를 더하면2E+ = [0.767 - (0.05916/1)×log([Fe2+]/[Fe3+])]+[1.70 -(0.05916/1)×log([Ce3+]/[Ce4+])] = 2.467 - 0.05916×log([Fe2+][Ce3+]/[Fe3+][Ce4+])당량점에서는 [Ce3+] = [Fe3+]이며 [Ce4+] = [Fe2+]이기 때문에 log항에서 농도비는 1이다. 따라서 대수항은 0이된다. 그러므로2E+ = 2.467V∴ E+ = 1.2335 ≒ 1.23V전지 전압은∴ E = E+ - E (수소 전위) = 1.23V - 0.00V = 1.23V해답: 1.23V추가 해설: (1) 적정 반응: Fe2++Ce4+ → Fe3++Ce3+1 몰의 Ce4+ 이온은 빠르고 정량적으로 1 몰의 Fe2+ 이온을산화시킨다.(2) Pt 지시 전극 (indicator electrode)에서 두 반응은 평형을이룬다.지시 반쪽 반응: Fe3++e- ↔ Fe2+, E° = 0.767V지시 반쪽 반응: Ce4++e- ↔ Ce3+, E° = 1.70V(3) 당량점에서는 모든 Fe2+ 이온과 반응할 정도의 정확한Ce4+를 가해졌다. 사실상 모든 세륨은 Ce3+로 모든 철은 Fe3+로된다. 평형에서는 극소량의 Ce4+ 및 Fe2+만이 존재한다.[Ce3+] = [Fe3+] 그리고 [Ce4+] = [Fe2+]당량점에서는 [Ce3+] = [Fe3+]이다.반응식 Fe2++Ce4+ → Fe3++Ce3+이 다음과 같은 평형을 이룬다면Ce3++Fe3+ ↔ Ce4++Fe2+만약 극소량의 Fe3+가 Fe2+로 되돌아온다면 같은 몰수의 Ce4+가생성되어야만 한다. 그러므로 [Ce4+] = [Fe2+]이다.

모두CBT | 국가고시 실기시험 부시기!

5. 적외선 흡수 분광법 (IR)에서 주사형 간섭계는 거울이 일정한 속도로 움직인 상세 페이지