산-염기 적정 문제: 오리지널 화학 연습 시험

이 tutorgum 오리지널 연습 시험지는 제공된 Chemistry 2017년판의 범위 내에서 산-염기 적정 문제를 평가한다. 미지 농도, 적정 곡선, 당량점, 지시약 선택, 전도도 및 실험 오차를 다룬다. 이 시험지는 특정 주제에 초점을 맞춘 평가이며, 전체 과정 시험이나 NESA의 공식 시험지, 승인된 시험지, 기출 시험지 또는 출제 예상 시험지가 아니다.

01시험 지침

• 시험 시간: 60분.
• 문제 읽기 시간: 5분.
• 총점: 50점.
• 준비물: 공학용 계산기, 자 및 필기 도구. 참고 노트는 필요하지 않다.
• 풀이 과정: 계산 과정을 제시하고, 단위를 포함하며, 주어진 데이터로 정당화할 수 있는 유효숫자에 맞춰 답하시오.

계산에는 \(n=cV\)를 사용한다. 여기서 \(n\)은 몰 단위의 물질량, \(c\)는 \(\mathrm{mol\,L^{-1}}\) 단위의 농도, \(V\)는 리터 단위의 부피이다. 이 식을 사용하기 전에 부피를 밀리리터에서 리터로 변환하시오.

별도로 명시하지 않는 한, \(25^\circ\mathrm{C}\)의 수용액, 용액 부피의 가산성 및 강산과 강염기의 완전한 이온화를 가정하시오. 이 온도에서 \(pH+pOH=14.00\)을 사용하시오.

평가 주제

• 적정 데이터와 화학량론을 이용한 미지 산 또는 염기의 농도 결정.
• 강산-강염기, 약산-강염기 및 강산-약염기 적정 곡선.
• 당량점의 특성과 지시약 선택.
• 적정 중 전도도 변화와 존재하는 이온.
• 종말점, 용액 옮기기 및 용액 제조 과정에서 발생하는 오차.

평가 제외 범위: \(K_a\) 및 \(K_b\)를 이용한 정량적 평형 계산, 심화 완충 용액 계산 및 지정된 산-염기 적정 범위를 벗어나는 주제는 평가하지 않는다.

02문제

문제 1 (8점)

한 학생이 미지의 이양성자산 \(\ce{H2A}\)의 농도를 구하고 있다.

학생은 원래 산 용액 \(25.00\ \mathrm{mL}\)를 취해 \(250.0\ \mathrm{mL}\) 부피 플라스크에 넣고, 증류수를 사용하여 표선까지 희석한다.

그런 다음 희석된 산 용액에서 \(25.00\ \mathrm{mL}\)를 분취하여 \(0.1200\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 수산화 나트륨으로 적정한다. 완전한 중화 반응의 균형 화학 반응식은 다음과 같다.

\[ \ce{H2A + 2OH^- -> A^2- + 2H2O} \]

학생은 예비 적정값 \(19.10\ \mathrm{mL}\)를 한 번 기록한 후, 서로 일치하는 적정값 세 개 \(18.55\ \mathrm{mL}\), \(18.60\ \mathrm{mL}\), \(18.65\ \mathrm{mL}\)를 기록한다.

(a) 서로 일치하는 세 적정값의 평균을 계산하시오. (1점)

(b) 희석된 산의 농도를 계산하시오. 풀이 과정을 제시하시오. (4점)

(c) 원래 산 용액의 농도를 구하시오. (2점)

(d) 중화된 산의 물질량을 구하기 위해 수산화 나트륨의 물질량을 변환할 때 균형 화학 반응식을 사용해야 하는 이유를 설명하시오. (1점)

문제 2 (8점)

\(0.1000\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 염산 \(50.00\ \mathrm{mL}\)를 \(0.1000\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 수산화 나트륨으로 적정한다.

다음과 같은 pH 측정값을 얻었다.

• NaOH로 적정한 HCl

(a) 수산화 나트륨의 당량점 부피를 구하시오. (1점)

(b) \(25^\circ\mathrm{C}\)에서 당량점의 pH가 약 7.00인 이유를 설명하시오. (2점)

(c) 다음 세 가지 지시약을 사용할 수 있다.

변색 범위의 중심이 당량점의 pH에 가장 가까운 지시약을 선택하시오. 선택한 이유를 설명하시오. (2점)

(d) 수산화 나트륨을 \(55.00\ \mathrm{mL}\) 첨가한 후의 pH를 계산하시오. (3점)

문제 3 (9점)

미지의 약한 일양성자산 \(\ce{HA}\) \(25.00\ \mathrm{mL}\)를 \(0.1000\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 수산화 나트륨으로 적정한다.

다음과 같은 pH 측정값을 얻었다.

• NaOH로 적정한 약산

(a) 데이터를 바탕으로 당량점 부피를 추정하시오. (1점)

(b) 약산의 초기 농도를 계산하시오. (3점)

(c) 당량점의 pH가 7보다 큰 이유를 설명하시오. 물과 반응하는 해당 화학종의 반응식을 포함하시오. (3점)

(d) 아래 세 가지 지시약 중 가장 적합한 지시약을 선택하고, 변색 범위와 적정 데이터를 이용하여 선택한 이유를 설명하시오. (2점)

문제 4 (9점)

농도를 알 수 없는 암모니아 수용액 \(\ce{NH3}\) \(20.00\ \mathrm{mL}\)를 \(0.1000\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 염산으로 적정한다.

염산을 첨가하면서 pH를 측정한다.

• HCl로 적정한 NH₃

(a) 당량점 부피를 구하시오. (1점)

(b) 암모니아 용액의 초기 농도를 계산하시오. (3점)

(c) 암모늄 이온과 물의 반응식을 쓰고 당량점의 pH가 7보다 낮은 이유를 설명하시오. (3점)

(d) 아래 표에서 가장 적합한 지시약을 선택하고 선택한 이유를 설명하시오. (2점)

문제 5 (8점)

\(0.1000\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 염산 \(25.00\ \mathrm{mL}\)를 \(0.1000\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 수산화 나트륨으로 적정한다.

학생은 적정이 진행되는 동안 혼합물의 전도도를 측정한다. 아래 측정값은 임의 단위로 나타낸 상대 전도도이며, 값이 클수록 전도도가 높음을 의미한다.

• NaOH로 적정한 HCl

(a) 데이터를 바탕으로 당량점 부피를 추정하시오. (1점)

(b) 당량점 직전, 당량점 및 당량점 직후에 주로 존재하는 용존 이온을 각각 쓰시오. (3점)

(c) 당량점 이전에는 전도도가 감소하고 당량점 이후에는 증가하는 이유를 설명하시오. (2점)

(d) 한 학생은 산과 염기가 서로 중화되므로 당량점에서 전도도가 반드시 0이어야 한다고 주장한다. 용액에 존재하는 이온을 언급하여 이 주장을 평가하시오. (2점)

문제 6 (8점)

한 학생이 \(25.00\ \mathrm{mL}\)씩 분취한 수산화 나트륨 용액을 \(0.1000\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 염산으로 적정하여 수산화 나트륨 용액의 농도를 구한다.

반응식은 다음과 같다.

\[ \ce{HCl + NaOH -> NaCl + H2O} \]

학생은 다음 식을 사용하여 수산화 나트륨의 농도를 계산한다.

\[ c(\ce{NaOH})= \frac{c(\ce{HCl})V(\ce{HCl})} {V(\ce{NaOH})} \]

아래의 각 독립적인 오차에 대해 계산된 수산화 나트륨의 농도 또는 보고된 원래 산의 농도가 실제보다 높게, 낮게 또는 변함없이 나타나는지 쓰고 그 이유를 설명하시오.

(a) \(25.00\ \mathrm{mL}\)의 수산화 나트륨 분취액을 삼각 플라스크에 옮긴 후, 학생은 적정을 시작하기 전에 플라스크를 증류수로 헹군다. (2점)

(b) 피펫을 증류수로 헹구지만, 분취액을 옮기기 전에 수산화 나트륨 용액으로 피펫을 미리 세척하여 내부를 용액으로 치환하지 않는다. (2점)

(c) 별도의 산 희석 실험에서 원액 산 \(25.00\ \mathrm{mL}\)를 \(250.0\ \mathrm{mL}\) 부피 플라스크에 넣어 희석한다. 학생은 메니스커스가 표선보다 위에 있도록 용액을 채우지만, 원래 산의 농도를 계산할 때는 희석 배수 10.00을 그대로 사용한다. (2점)

(d) 수산화 나트륨 적정 중 학생은 염산을 과량 첨가하여 지시약의 종말점을 지나친다. (2점)

03풀이 및 채점 기준

명시된 단계 또는 핵심 개념에 대해 점수를 부여한다. 이에 상응하는 올바른 풀이 방법도 인정한다. 앞선 수치 계산에서 오류가 발생했더라도 이후 계산이 그 오류를 올바르게 반영하고 풀이 방법이 타당하다면 적절한 후속 계산 점수를 부여한다.

풀이 1

(a) 평균 적정 부피 (1점)

예비 적정값은 제외하고 서로 일치하는 세 적정값의 평균을 계산한다.

\[ \begin{aligned} V_{\text{평균}} &=\frac{18.55+18.60+18.65}{3}\\ &=18.60\ \mathrm{mL} \end{aligned} \]

채점 기준: \(18.60\ \mathrm{mL}\)라는 올바른 평균에 1점.

(b) 희석된 산의 농도 (4점)

먼저 첨가된 수산화 이온의 물질량을 계산한다.

\[ \begin{aligned} n(\mathrm{OH}^{-}) &=cV\\ &=0.1200\times0.01860\\ &=2.232\times10^{-3}\ \mathrm{mol} \end{aligned} \]

균형 화학 반응식에 따르면 \(\mathrm{OH}^{-}\) 2 mol은 \(\ce{H2A}\) 1 mol과 반응한다.

\[ \begin{aligned} n(\ce{H2A}) &=\frac{2.232\times10^{-3}}{2}\\ &=1.116\times10^{-3}\ \mathrm{mol} \end{aligned} \]

분취액의 부피는 \(25.00\ \mathrm{mL}=0.02500\ \mathrm{L}\)이다.

\[ \begin{aligned} c_{\text{희석된 산}} &=\frac{n(\ce{H2A})}{V}\\ &=\frac{1.116\times10^{-3}}{0.02500}\\ &=0.04464\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \end{aligned} \]

희석된 산의 농도는 \(0.04464\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)이다.

채점 기준:

• \(\mathrm{OH}^{-}\)의 물질량 계산에 1점.
• 수산화 이온과 산의 2:1 몰비 적용에 1점.
• \(\ce{H2A}\)의 물질량 계산에 1점.
• 단위를 포함한 희석된 산의 농도 계산에 1점.

(c) 원래 산의 농도 (2점)

희석 배수는 다음과 같다.

\[ \frac{250.0}{25.00}=10.00 \]

희석은 농도를 변화시키지만 부피 플라스크로 옮긴 산의 물질량은 변화시키지 않는다.

따라서,

\[ \begin{aligned} c_{\text{원래 산}} &=10.00\times0.04464\\ &=0.4464\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \end{aligned} \]

채점 기준:

• 희석 배수 10.00을 확인하는 데 1점.
• 단위를 포함한 올바른 원래 산의 농도에 1점.

(d) 균형 화학 반응식의 중요성 (1점)

균형 화학 반응식은 몰비를 나타낸다. \(\ce{H2A}\) 1 mol을 완전히 중화하려면 \(\mathrm{OH}^{-}\) 2 mol이 필요하므로, 산과 수산화 이온의 몰비를 1:1이라고 가정하여 산의 물질량을 계산할 수 없다.

채점 기준: 산과 수산화 이온의 필요한 1:2 몰비를 확인하는 데 1점.

풀이 2

(a) 당량점 부피 (1점)

첨가한 수산화 나트륨의 부피가 \(50.00\ \mathrm{mL}\)일 때 당량점에 도달한다.

채점 기준: \(50.00\ \mathrm{mL}\)에 1점.

(b) 당량점의 pH (2점)

염산과 수산화 나트륨은 모두 강산 또는 강염기이므로 물에서 거의 완전히 이온화한다. 당량점에서는 하이드로늄 이온과 수산화 이온이 화학량론적으로 필요한 양만큼 반응했다.

알짜 이온 반응식은 다음과 같다.

\[ \ce{H3O+ + OH^- -> 2H2O} \]

용액에 남아 있는 이온은 주로 \(\mathrm{Na}^{+}\)와 \(\mathrm{Cl}^{-}\)이다. 이 이온들은 물과 유의미한 반응을 일으켜 pH를 변화시키지 않으므로, \(25^\circ\mathrm{C}\)에서 용액은 거의 중성이다.

따라서 \(pH\approx7.00\)이다.

채점 기준:

• 하이드로늄 이온과 수산화 이온의 중화를 설명하는 데 1점.
• 남아 있는 염 이온이 pH에 유의미한 영향을 주지 않는다는 점을 설명하는 데 1점.

(c) 지시약 선택 (2점)

세 가지 선택지 중 브로모티몰 블루가 가장 적합하다. 이 지시약의 변색 범위는 pH 6.0-7.6으로, 당량점의 pH 7.00에 가장 가까운 중심값을 갖는다.

또한 당량점 부근에서 곡선의 pH가 급격하게 변하므로, 적정액을 소량만 첨가해도 지시약의 색이 뚜렷하게 변한다.

채점 기준:

• 브로모티몰 블루를 선택하는 데 1점.
• 해당 지시약의 변색 범위를 당량점의 pH와 연관 짓는 데 1점.

(d) 수산화 나트륨을 \(55.00\ \mathrm{mL}\) 첨가한 후의 pH (3점)

먼저 산과 염기의 물질량을 계산한다.

\[ \begin{aligned} n(\ce{HCl}) &=0.1000\times0.05000\\ &=0.005000\ \mathrm{mol}\\[4pt] n(\ce{NaOH}) &=0.1000\times0.05500\\ &=0.005500\ \mathrm{mol} \end{aligned} \]

수산화 나트륨이 과량으로 존재한다.

\[ n_{\text{과량 }\mathrm{OH}^{-}} =0.005500-0.005000 =0.000500\ \mathrm{mol} \]

전체 부피는 다음과 같다.

\[ V_{\text{전체}}=0.05000+0.05500 =0.10500\ \mathrm{L} \]

따라서,

\[ \begin{aligned} [\mathrm{OH}^{-}] &=\frac{0.000500}{0.10500}\\ &=0.004762\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \end{aligned} \]

pOH를 계산한 다음 pH를 구한다.

\[ \begin{aligned} pOH&=-\log_{10}(0.004762)\\ &=2.322\\ pH&=14.00-2.322\\ &=11.68 \end{aligned} \]

pH는 \(11.68\)이다.

채점 기준:

• 과량으로 남은 수산화 이온의 물질량 계산에 1점.
• 전체 부피를 이용한 수산화 이온 농도 계산에 1점.
• 올바른 pOH 및 pH 계산에 1점.

풀이 3

(a) 당량점 부피 (1점)

급격한 pH 변화는 \(24.60\ \mathrm{mL}\) 부근에서 나타난다.

당량점 부피는 \(24.60\ \mathrm{mL}\)이다.

채점 기준: 올바른 부피에 1점.

(b) 초기 산 농도 (3점)

일양성자산의 중화 반응식은 다음과 같다.

\[ \ce{HA + OH^- -> A^- + H2O} \]

몰비는 1:1이다. 당량점에서는 초기 산의 물질량이 첨가된 수산화 나트륨의 물질량과 같다.

\[ \begin{aligned} n(\ce{NaOH}) &=cV\\ &=0.1000\times0.02460\\ &=0.002460\ \mathrm{mol} \end{aligned} \]

따라서 초기 \(\ce{HA}\)의 물질량도 \(0.002460\ \mathrm{mol}\)이다.

\[ \begin{aligned} c(\ce{HA}) &=\frac{0.002460}{0.02500}\\ &=0.09840\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \end{aligned} \]

채점 기준:

• 당량점에서 수산화 나트륨의 물질량을 계산하는 데 1점.
• 1:1 몰비를 적용하는 데 1점.
• 단위를 포함한 올바른 산의 농도에 1점.

(c) 당량점의 pH가 7보다 큰 이유 (3점)

당량점에서는 원래의 약산이 중화되어 용액에 짝염기 \(\mathrm{A}^{-}\)가 남는다.

짝염기는 물과 반응한다.

\[ \ce{A^- + H2O <=> HA + OH^-} \]

이 반응은 수산화 이온을 생성한다. 수산화 이온이 존재하면 용액은 염기성을 띠므로 당량점의 pH는 7보다 크다.

채점 기준:

• 당량점에서 산으로부터 유래한 주요 화학종이 짝염기임을 확인하는 데 1점.
• 올바른 평형 반응식에 1점.
• 수산화 이온의 생성이 pH를 7보다 높게 만든다는 점을 설명하는 데 1점.

(d) 지시약 선택 (2점)

페놀프탈레인이 가장 적합하다. 이 지시약의 변색 범위는 pH 8.2-10.0이며, 당량점 부근의 급격한 pH 변화 구간에 포함된다.

측정된 pH는 \(24.50\ \mathrm{mL}\)에서 7.13이고 \(24.70\ \mathrm{mL}\)에서 10.30이다. 따라서 지시약은 당량점 부근의 좁은 부피 구간에서 색이 변해야 한다.

채점 기준:

• 페놀프탈레인을 선택하고 변색 범위를 제시하는 데 1점.
• 변색 범위를 곡선의 급격한 변화 구간과 연관 짓는 데 1점.

풀이 4

(a) 당량점 부피 (1점)

염산을 \(15.00\ \mathrm{mL}\) 첨가했을 때 당량점에 도달한다.

채점 기준: \(15.00\ \mathrm{mL}\)에 1점.

(b) 초기 암모니아 농도 (3점)

암모니아는 염산과 1:1 몰비로 반응한다.

\[ \ce{NH3 + HCl -> NH4Cl} \]

당량점에서는 첨가된 염산의 물질량이 초기 암모니아의 물질량과 같다.

\[ \begin{aligned} n(\ce{HCl}) &=0.1000\times0.01500\\ &=0.001500\ \mathrm{mol} \end{aligned} \]

따라서,

\[ \begin{aligned} c(\ce{NH3}) &=\frac{0.001500}{0.02000}\\ &=0.07500\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \end{aligned} \]

채점 기준:

• 당량점에서 염산의 물질량을 계산하는 데 1점.
• 1:1 몰비를 적용하는 데 1점.
• 단위를 포함한 올바른 암모니아 농도에 1점.

(c) 당량점의 pH가 7보다 낮은 이유 (3점)

암모니아는 약염기이다. 당량점에서는 암모니아가 염산과 반응하여 용액에 암모늄 이온이 남는다.

암모늄 이온은 다음과 같이 물과 반응한다.

\[ \ce{NH4+ + H2O <=> NH3 + H3O+} \]

이 반응은 하이드로늄 이온을 생성하여 용액을 산성으로 만든다. 따라서 당량점의 pH는 7보다 낮다.

채점 기준:

• 당량점에서 관련 화학종이 \(\ce{NH4+}\)임을 확인하는 데 1점.
• 올바른 평형 반응식에 1점.
• 하이드로늄 이온의 생성으로 pH가 7보다 낮아진다는 점을 설명하는 데 1점.

(d) 지시약 선택 (2점)

메틸 레드가 가장 적합하다. 이 지시약의 변색 범위는 pH 4.4-6.2이며, 당량점의 pH 5.31을 포함한다.

또한 이 변색 범위는 당량점 부근의 급격한 pH 변화 구간에 해당하므로 종말점을 감지하는 데 적합하다.

채점 기준:

• 메틸 레드를 선택하고 변색 범위를 제시하는 데 1점.
• 변색 범위를 당량점의 pH 및 곡선의 급격한 변화 구간과 연관 짓는 데 1점.

• 강산-강염기 (pH ≈ 7)
• 약산-강염기 (pH > 7)
• 강산-약염기 (pH < 7)

핵심적인 비교 사항은 당량점의 pH가 반응에 참여하는 산과 염기에 따라 달라진다는 것이다. 중화 반응이 일어난다고 해서 용액의 pH가 항상 7이 되는 것은 아니다.

풀이 5

(a) 당량점 부피 (1점)

전도도는 약 \(25.00\ \mathrm{mL}\)에서 최솟값에 도달한다.

당량점 부피는 \(25.00\ \mathrm{mL}\)이다.

채점 기준: 올바른 부피에 1점.

(b) 각 단계에서 주로 존재하는 이온 (3점)

• 당량점 직전: \(\ce{H3O+}\), \(\mathrm{Na}^{+}\), \(\mathrm{Cl}^{-}\). 염산이 과량으로 남아 있다.
• 당량점: \(\mathrm{Na}^{+}\), \(\mathrm{Cl}^{-}\). 용액에는 용해된 염화 나트륨이 존재한다.
• 당량점 직후: \(\mathrm{Na}^{+}\), \(\mathrm{Cl}^{-}\), 과량의 \(\mathrm{OH}^{-}\). 이제 수산화 나트륨이 과량으로 존재한다.

채점 기준:

• 당량점 이전의 주요 이온에 1점.
• 당량점에서의 주요 이온에 1점.
• 당량점 이후의 주요 이온에 1점.

(c) 전도도가 감소한 후 증가하는 이유 (2점)

당량점 이전에는 첨가된 수산화 이온이 이동성이 매우 높은 하이드로늄 이온을 중화한다. 하이드로늄 이온은 이동성이 더 낮은 나트륨 이온으로 점차 대체된다. 따라서 전도도가 감소한다.

당량점 이후에는 수산화 나트륨을 추가하면 과량의 수산화 이온과 더 많은 나트륨 이온이 용액에 들어온다. 이러한 이동성 이온이 전도도를 증가시킨다.

채점 기준:

• 이동성이 매우 높은 하이드로늄 이온이 제거되는 것을 전도도 감소와 연관 짓는 데 1점.
• 과량의 수산화 이온과 추가적인 나트륨 이온의 존재를 전도도 증가와 연관 짓는 데 1점.

(d) 당량점에서의 전도도 (2점)

이 주장은 틀렸다. 중화 반응은 과량의 하이드로늄 이온과 수산화 이온을 제거하지만, 용액에 존재하는 나트륨 이온과 염화 이온까지 제거하지는 않는다.

이 이온들은 여전히 이동하면서 전하를 운반할 수 있으므로 전도도는 0이 아니라 최솟값에 도달한다.

채점 기준:

• 당량점에서 전도도가 0이 아님을 밝히는 데 1점.
• 남아 있는 이동성 \(\mathrm{Na}^{+}\) 및 \(\mathrm{Cl}^{-}\) 이온을 확인하는 데 1점.

풀이 6

(a) 삼각 플라스크에 증류수 첨가 (2점)

계산된 수산화 나트륨의 농도는 변하지 않는다.

측정한 분취액에는 이미 일정한 양의 수산화 나트륨이 들어 있다. 증류수를 첨가하면 플라스크 안의 전체 부피가 증가하고 농도는 낮아지지만, 반응해야 하는 수산화 나트륨의 몰수는 변하지 않는다.

따라서 당량점에 도달하는 데 필요한 적정 부피도 변하지 않는다.

채점 기준:

• 계산된 농도가 변하지 않는다고 밝히는 데 1점.
• 분취액에 들어 있는 수산화 나트륨의 양이 일정하게 유지됨을 설명하는 데 1점.

(b) 수산화 나트륨으로 피펫을 미리 세척하지 않음 (2점)

계산된 수산화 나트륨의 농도는 실제보다 낮다.

피펫에 남아 있는 물이 피펫으로 옮겨지는 수산화 나트륨을 희석한다. 따라서 명목상 분취 부피에 들어 있는 수산화 나트륨의 몰수는 예상보다 적고, 당량점에 도달하는 데 필요한 염산의 양도 줄어든다.

이처럼 더 작은 적정값을 계산에 사용하면 수산화 나트륨의 농도를 실제보다 낮게 추정하게 된다.

채점 기준:

• 계산된 농도가 실제보다 낮다고 밝히는 데 1점.
• 잔류한 물로 인해 옮겨지는 물질량이 감소하고 적정값이 작아지는 이유를 설명하는 데 1점.

(c) 부피 플라스크를 표선보다 높게 채움 (2점)

보고된 원래 산 용액의 농도는 실제보다 낮다.

실제 최종 부피가 \(250.0\ \mathrm{mL}\)를 초과하므로 제조된 산 용액은 의도한 것보다 더 묽다. 따라서 산의 농도는 10배 희석을 가정했을 때 예상되는 값보다 낮다.

그러므로 측정한 희석액의 농도에 명목상 희석 배수 10.00을 곱하면 원래 산의 농도를 실제보다 낮게 추정하게 된다.

채점 기준:

• 보고된 원래 산의 농도가 실제보다 낮다고 밝히는 데 1점.
• 최종 부피 증가와 명목상 희석 배수의 부정확성을 설명하는 데 1점.

(d) 종말점을 지나침 (2점)

계산된 수산화 나트륨의 농도는 실제보다 높다.

종말점을 지나쳤다는 것은 화학량론적으로 당량점에 도달하는 데 필요한 양보다 더 많은 염산을 기록했다는 의미이다. 계산에서는 이 과량의 산도 수산화 나트륨과 반응한 것으로 취급하므로 분취액에 들어 있는 염기의 양을 실제보다 크게 추정한다.

분취액의 부피는 고정되어 있으므로 계산된 농도는 실제보다 높다.

채점 기준:

• 계산된 농도가 실제보다 높다고 밝히는 데 1점.
• 과도하게 큰 적정값이 수산화 나트륨의 물질량을 과대평가하게 되는 이유를 설명하는 데 1점.

시험 종료

점수 요약: 문제 1: 8점; 문제 2: 8점; 문제 3: 9점; 문제 4: 9점; 문제 5: 8점; 문제 6: 8점. 총점: 50점.