실전 산-염기 분석: 화학 연습 시험
tutorgum의 독창적인 50점 화학 연습 시험으로 산-염기 분석에 대한 이해도를 점검하세요. 디지털 프로브, 가정용 적정, 산업 품질 관리 및 존중을 바탕으로 한 연구 관행을 적용하고, 상세한 풀이와 채점 기준을 확인하세요.
이 문서는 제공된 chemistry-2017 주제 범위를 바탕으로 실제 산-염기 분석을 다루는 tutorgum의 독창적인 연습 시험지입니다. 디지털 pH 및 전도도 측정, 가정용 산도 분석, 산업용 적정 품질 관리, 그리고 애버리지널 및 토레스 해협 제도민 공동체의 맥락에서 산-염기 분석을 존중하는 방식으로 조사하는 내용을 평가합니다. 이 시험지는 특정 주제에 집중한 시험지이며, 전체 과정을 다루는 시험이나 공식 시험, 승인된 시험, 기출 시험 또는 출제 예측 NESA 시험지가 아닙니다.
01시험 지침
| 항목 | 세부 사항 |
|---|---|
| 총점 | 50점 |
| 권장 독해 시간 | 5분 |
| 권장 풀이 시간 | 75분 |
| 준비물 | 과학용 계산기와 자 |
| 문항 | 다섯 문항 모두 답할 것 |
| 풀이 과정 | 계산 과정, 수치 대입, 단위 및 적절한 반올림을 표시할 것 |
이는 이 연습 시험지에 권장되는 시험 조건이며, 공식 시험 규정에 관한 설명은 아닙니다.
평가 범위
이 시험지는 제공된 다음 주제 범위만 평가합니다.
- pH 및 전도도 데이터를 수집, 처리하고 평가하기 위한 디지털 프로브와 기기.
- 교정, 시료 채취의 품질, 반복 측정의 재현성 및 분석 방법의 적합성.
- 적정과 결과 전달을 포함한 가정용 산도 분석.
- 산업용 적정, 품질 관리 및 제품 규격에 관한 의사 결정.
- 공동체의 권한, 문화적 맥락 및 책임 있는 보고를 포함하여 애버리지널 및 토레스 해협 제도민의 맥락에서 산-염기 분석을 존중하는 방식으로 조사하기.
명시된 범위를 벗어나는 다른 화학 모듈 및 내용은 제외됩니다.
풀이 시 유의 사항
- 농도가 mol L⁻¹로 주어졌을 때 물질량을 계산하려면 부피를 리터 단위로 사용합니다.
- pH처럼 단위가 없는 양을 제외하고, 수치 답에는 단위를 포함합니다.
- 제공된 데이터와 일치하도록 적절한 유효숫자로 답합니다.
- 각 문항을 주의 깊게 읽습니다. 특히 데이터를 평가하거나 방법의 적합성을 판단할 때는 결론을 뒷받침하는 근거를 제시합니다.
02문항
문항 1 (8점)
한 학생이 디지털 pH 프로브를 사용하여 알칼리성 가정용 세정제의 pH를 측정하려고 합니다.
이 프로브는 pH 4.00 및 pH 7.00 완충용액을 사용하여 교정되었습니다. 이후 기술자는 인증된 세 종류의 완충용액을 새로 덜어 프로브의 성능을 확인합니다.
| 인증된 완충용액 pH | 프로브 측정값 |
|---|---|
| 4.00 | 4.02 |
| 7.00 | 6.99 |
| 10.00 | 9.62 |
허용 기준에 따르면 각 확인 측정값은 인증된 값에서 ±0.05 pH 단위 이내에 있어야 합니다.
(a) 각 완충용액에 대해 인증된 값과 프로브 측정값 사이의 절대 편차를 계산하시오. (3점)
(b) 이 결과를 바탕으로 알칼리성 세정제를 포함하여 전체 pH 범위에서 프로브를 사용해도 되는지 판단하시오. 허용 기준을 근거로 판단을 정당화하시오. (2점)
(c) 세정제를 측정하기 전에 수행해야 할 적절한 교정 문제 해결 절차와 검증 단계를 제시하시오. (3점)
문항 2 (9점)
현장 조사팀이 세 개의 물 시료 각각에 대해 pH와 전도도를 세 번씩 반복 측정합니다. 각 측정값 집합은 동일한 시료를 반복 측정한 결과입니다.
전도도는 마이크로지멘스 매 센티미터(µS cm⁻¹) 단위로 표시합니다.
| 시료 | pH 측정값 | 전도도 측정값 (µS cm⁻¹) |
|---|---|---|
| A | 6.42, 6.48, 6.43 | 180, 185, 181 |
| B | 5.12, 5.18, 7.82 | 620, 625, 618 |
| C | 7.21, 7.24, 7.22 | 205, 208, 206 |
- 시료 A
- 시료 B
- 시료 C
(a) 시료 A와 C의 평균 pH를 계산하고, 각각 소수점 둘째 자리까지 답하시오. (2점)
(b) pH 측정값의 반복성이 가장 낮은 시료를 찾으시오. 해당 시료의 측정값 범위를 계산하시오. (2점)
(c) 시료 B의 평균 전도도를 계산하시오. 적절한 단위를 포함하시오. (2점)
(d) 시료 B의 전도도 데이터로 뒷받침할 수 있는 추론을 하나 제시하시오. 그런 다음 전도도만으로는 확립할 수 없는 시료에 관한 결론을 하나 제시하시오. (2점)
(e) 시료 B의 pH 측정 결과를 받아들이기 전에 수행해야 할 절차상 확인 사항을 하나 제시하시오. (1점)
문항 3 (11점)
한 학생이 적정을 이용하여 가정용 레몬 음료의 산도를 조사합니다.
별도로 측정한 원래 음료의 pH는 2.84입니다.
학생은 피펫으로 음료 10.00 mL를 취해 100.0 mL 부피 플라스크에 넣고, 증류수를 표시선까지 채워 희석합니다. 그런 다음 희석된 용액에서 20.00 mL를 분취합니다. 여기서 분취액은 일정한 부피로 측정한 용액의 일부를 의미합니다. 이 분취액을 0.1000 mol L⁻¹ 수산화 나트륨(NaOH)으로 적정합니다.
적정 부피(titre)는 적정 종말점에 도달할 때까지 공급한 적정액의 부피입니다.
세 번의 적정 부피는 다음과 같습니다.
| 실험 횟수 | NaOH 적정 부피 (mL) |
|---|---|
| 1 | 12.35 |
| 2 | 12.45 |
| 3 | 12.40 |
계산에서는 적정 부피에 기여하는 유일한 산이 구연산이라고 가정하시오. 제공된 반응식을 사용하시오.
\[ \ce{C6H8O7 + 3NaOH -> Na3C6H5O7 + 3H2O} \]
(a) 평균 적정 부피를 계산하시오. (1점)
(b) 평균 적정 부피에서 공급된 NaOH의 물질량을 몰 단위로 계산하시오. (2점)
(c) 희석된 음료에 들어 있는 구연산의 농도를 mol L⁻¹ 단위로 계산하시오. (3점)
(d) 원래 음료에 들어 있는 구연산의 농도를 mol L⁻¹ 단위로 계산하시오. (2점)
(e) 측정된 pH와 적정으로 구한 농도가 음료의 서로 다른 특성을 나타내는 이유를 설명하시오. (2점)
(f) 계산값이 실제 음료에 들어 있는 구연산의 실제 농도와 일치하지 않을 수 있는 이유를 하나 제시하시오. (1점)
문항 4 (12점)
한 산업 공장에서 HZ로 나타내는 일양성자산이 포함된 세정액을 제조합니다. 일양성자산은 산 1몰당 NaOH 1몰과 반응합니다.
품질 관리 기술자는 표준화된 0.1500 mol L⁻¹ NaOH를 사용하여 각 생산 배치에서 채취한 25.00 mL 시료를 적정합니다.
반응식은 다음과 같습니다.
\[ \ce{HZ + NaOH -> NaZ + H2O} \]
제품 규격에 따르면 산의 농도는 0.185~0.195 mol L⁻¹ 범위에 있어야 하며, 양 끝값도 허용됩니다.
다음과 같은 적정 부피가 기록되었습니다.
| 실험 횟수 | 배치 A (mL) | 배치 B (mL) |
|---|---|---|
| 1 | 31.55 | 34.20 |
| 2 | 31.60 | 34.15 |
| 3 | 31.65 | 34.25 |
(a) 각 배치의 평균 적정 부피를 계산하시오. (2점)
(b) 각 배치의 산 농도를 mol L⁻¹ 단위로 계산하시오. (4점)
(c) 제품 규격을 충족하는 배치를 판별하시오. 수치적 근거를 들어 판단을 뒷받침하시오. (2점)
(d) 적정 부피를 반복 측정하는 이유를 하나 설명하시오. 반복 측정에만 의존할 때의 한계도 하나 제시하시오. (2점)
(e) 배치 B를 사용하도록 출고하기 전에 취해야 할 적절한 품질 관리 조치를 두 가지 권고하시오. (2점)
문항 5 (10점)
가상의 현대 환경 모니터링 프로젝트를 애버리지널 공동체의 레인저 팀이 주도합니다. 이 팀은 모니터링 지점 두 곳을 선정하고, 해당 장소에 기반한 관찰 결과를 디지털 pH 프로브 및 전도도 측정기로 얻은 측정값과 결합합니다.
연구 협력자는 기기 측정값만을 근거로 이 프로젝트를 “산성수를 식별하기 위한 애버리지널 전통 방식”이라고 설명하는 보고서 초안을 작성합니다. 또한 추가적인 공동체의 승인 없이 정확한 조사 지점의 위치와 팀의 관찰 결과를 공개할 것을 제안합니다.
이 시나리오는 가상입니다. 특정 공동체, 문화적 관행 또는 지식 체계를 묘사하지 않습니다.
(a) pH 측정과 전도도 측정으로 물 시료에 관해 각각 무엇을 확인할 수 있는지 설명하시오. 각 측정의 한계도 하나씩 제시하시오. (4점)
(b) 프로젝트에 관련된 지식과 데이터에 대한 공동체의 통제권을 보장하면서 존중하는 협력을 지원할 수 있는 조치 두 가지를 제시하시오. (2점)
(c) 제안된 프로젝트 설명을 평가하시오. 출판되는 교육 자료에서 이 작업을 더 정확하게 설명할 방법을 제안하시오. (2점)
(d) 현장 측정값을 보고하기 전에 완료해야 할 과학적 확인 절차 두 가지를 제시하시오. (2점)
03풀이 예시 및 채점 기준
학생이 앞선 수치 결과에 오류를 포함했더라도, 그 결과를 사용하여 올바른 방법을 적용했다면 후속 풀이 점수를 부여합니다. 수학적으로 동등한 풀이 방법, 적절한 반올림 및 문항에서 허용하는 타당한 대안 절차도 인정합니다.
풀이 1
(a) 절대 편차를 계산하시오. (3점)
절대 편차는 프로브 측정값과 인증된 pH 사이의 차이의 절댓값입니다.
pH 4.00 완충용액의 경우:
\[ |4.02-4.00|=0.02 \]
pH 7.00 완충용액의 경우:
\[ |6.99-7.00|=0.01 \]
pH 10.00 완충용액의 경우:
\[ |9.62-10.00|=0.38 \]
각각의 편차는 0.02, 0.01, 0.38 pH 단위입니다.
채점 기준:
- pH 4.00 완충용액의 편차를 올바르게 계산하면 1점.
- pH 7.00 완충용액의 편차를 올바르게 계산하면 1점.
- pH 10.00 완충용액의 편차를 올바르게 계산하면 1점.
(b) 프로브의 적합성을 평가하시오. (2점)
이 프로브는 전체 pH 범위에 걸쳐 허용 기준을 충족하지 못합니다.
pH 4.00 및 pH 7.00에서의 확인 결과는 허용 편차인 ±0.05 이내입니다. 그러나 pH 10.00에서의 편차는 0.38로, 허용 한계를 초과합니다.
따라서 교정 문제가 해결되기 전까지는 이 결과만으로 알칼리성 세정제 측정에 프로브를 사용해도 된다고 판단할 수 없습니다.
채점 기준:
- 프로브가 전체 범위에서 허용되지 않는다고 올바르게 결론 내리면 1점.
- pH 10.00에서의 확인 측정이 기준을 충족하지 못했음을 밝히고 편차를 허용 오차와 비교하면 1점.
(c) 교정 문제 해결 절차를 권고하시오. (3점)
적절한 절차는 다음과 같습니다.
- 프로브를 세척하고 헹군 뒤 손상 여부를 점검하며 올바르게 보관되었는지 확인합니다.
- 예상되는 알칼리성 범위를 포함할 수 있도록 pH 7.00 및 pH 10.00을 포함한 적절한 새 완충용액으로 다시 교정합니다.
- 세정제를 측정하기 전에 적절한 알려진 표준물질을 사용하여 교정을 검증합니다. 확인 결과가 허용 기준을 충족할 때까지 프로브를 사용하여 결과를 보고해서는 안 됩니다. 계속 기준을 충족하지 못하면 프로브를 정비하거나 교체해야 합니다.
채점 기준:
- 적절한 세척, 점검 또는 유지 관리 단계를 제시하면 1점.
- 적절한 새 완충용액을 사용한 재교정을 제시하면 1점.
- 알려진 표준물질을 사용한 검증과 프로브가 계속 기준을 충족하지 못할 때의 적절한 조치를 제시하면 1점.
풀이 2
(a) 시료 A와 C의 평균 pH를 계산하시오. (2점)
평균은 반복 측정값을 모두 더한 다음 세로 나누어 계산합니다.
시료 A의 경우:
\[ \begin{aligned} \text{평균 pH} &=\frac{6.42+6.48+6.43}{3}\\ &=\frac{19.33}{3}\\ &=6.44 \end{aligned} \]
시료 C의 경우:
\[ \begin{aligned} \text{평균 pH} &=\frac{7.21+7.24+7.22}{3}\\ &=\frac{21.67}{3}\\ &=7.22 \end{aligned} \]
채점 기준:
- 시료 A의 평균 pH를 올바르게 계산하면 1점.
- 시료 C의 평균 pH를 올바르게 계산하면 1점.
(b) 반복성이 가장 낮은 시료를 찾으시오. (2점)
시료 B는 측정값이 시료 A와 C보다 훨씬 크게 변하므로 반복성이 가장 낮습니다.
측정값의 범위는 최댓값에서 최솟값을 뺀 값입니다.
\[ \begin{aligned} \text{범위}&=7.82-5.12\\ &=2.70\text{ pH 단위} \end{aligned} \]
이처럼 큰 범위는 시료 B의 반복 pH 측정값이 서로 일치하지 않음을 나타냅니다.
채점 기준:
- 시료 B를 식별하면 1점.
- 범위를 2.70 pH 단위로 계산하면 1점.
(c) 시료 B의 평균 전도도를 계산하시오. (2점)
평균 전도도는 다음과 같습니다.
\[ \begin{aligned} \text{평균 전도도} &=\frac{620+625+618}{3}\\ &=\frac{1863}{3}\\ &=621\text{ µS cm}^{-1} \end{aligned} \]
채점 기준:
- 평균을 올바르게 계산하면 1점.
- 단위를 포함한 정답을 제시하면 1점.
(d) 전도도 데이터를 해석하시오. (2점)
시료 B의 평균 전도도는 621 µS cm⁻¹로, 시료 A의 평균 전도도인 182 µS cm⁻¹ 또는 시료 C의 평균 전도도인 약 206 µS cm⁻¹보다 훨씬 높습니다.
이는 시료 B에 용해된 이동성 이온이 더 많이 존재한다는 추론을 뒷받침합니다. 그러나 전도도만으로는 어떤 이온이 존재하는지 식별할 수 없으며, 시료가 산성인지 알칼리성인지도 판단할 수 없습니다.
채점 기준:
- 전도도가 더 높다는 사실에 근거하여 합리적인 추론을 제시하면 1점.
- 특정 이온을 식별할 수 없거나 전도도만으로 산성도를 판단할 수 없다는 점 등 타당한 한계를 설명하면 1점.
pH and conductivity measure different properties
| pH scale | Acidic: below 7; neutral: 7; alkaline: above 7 (at 25 °C). Indicates acidity or basicity. |
|---|---|
| Conductivity scale | Low → high as dissolved mobile-ion concentration and mobility increase. Does not directly determine pH or identify specific ions. |
(e) 절차상 확인 사항 하나를 권고하시오. (1점)
기술자는 pH 프로브를 헹군 뒤 시료 B의 새 분취액에 넣고, 측정값이 안정될 때까지 기다린 다음 측정을 반복할 수 있습니다. 또는 적절한 완충용액을 사용하여 프로브의 교정을 검증할 수 있습니다.
두 방법 모두 측정값의 불일치가 측정 절차 때문인지 기기 때문인지 판단하는 데 도움이 됩니다.
채점 기준:
- 타당한 절차상 확인 사항 하나를 제시하면 1점.
풀이 3
(a) 평균 적정 부피를 계산하시오. (1점)
\[ \begin{aligned} \text{평균 적정 부피} &=\frac{12.35+12.45+12.40}{3}\\ &=12.40\text{ mL} \end{aligned} \]
채점 기준:
- 평균 적정 부피를 올바르게 계산하면 1점.
(b) NaOH의 물질량을 계산하시오. (2점)
먼저 평균 적정 부피를 리터로 변환합니다.
\[ 12.40\text{ mL}=0.01240\text{ L} \]
용해된 물질의 물질량 \(n\)은 농도 \(c\)에 부피 \(V\)(리터 단위)를 곱하여 계산합니다.
\[ \begin{aligned} n(\ce{NaOH})&=cV\\ &=0.1000\times0.01240\\ &=0.001240\text{ mol} \end{aligned} \]
따라서 공급된 NaOH의 물질량은 \(1.240\times10^{-3}\) mol입니다.
채점 기준:
- 적정 부피를 리터로 변환하고 올바른 관계식을 사용하면 1점.
- 몰 단위의 물질량을 올바르게 계산하면 1점.
(c) 희석된 음료의 농도를 계산하시오. (3점)
제공된 반응식에 따르면 구연산 1몰은 NaOH 3몰과 반응합니다.
따라서 다음과 같습니다.
\[ \begin{aligned} n(\text{구연산}) &=\frac{n(\ce{NaOH})}{3}\\ &=\frac{0.001240}{3}\\ &=4.133\times10^{-4}\text{ mol} \end{aligned} \]
적정한 분취액의 부피는 20.00 mL, 즉 0.02000 L입니다.
희석된 음료의 구연산 농도는 다음과 같습니다.
\[ \begin{aligned} c&=\frac{n}{V}\\ &=\frac{4.133\times10^{-4}}{0.02000}\\ &=0.02067\text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]
채점 기준:
- 구연산과 NaOH의 몰비 1:3을 올바르게 적용하면 1점.
- 올바른 분취액 부피를 리터 단위로 나누어 계산하면 1점.
- 단위를 포함한 올바른 농도를 제시하면 1점.
(d) 원래 음료의 농도를 계산하시오. (2점)
원래 음료 10.00 mL를 최종 부피 100.0 mL로 희석했습니다.
희석 배수는 다음과 같습니다.
\[ \text{희석 배수}=\frac{100.0}{10.00}=10.00 \]
따라서 원래 음료의 농도는 희석된 음료의 농도보다 10배 높습니다.
\[ \begin{aligned} c_{\text{원래 음료}} &=0.02067\times10.00\\ &=0.2067\text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]
명시된 가정에 따르면 원래 음료의 구연산 농도 추정값은 \(0.2067\text{ mol L}^{-1}\)입니다.
채점 기준:
- 희석 배수 10.00을 식별하고 올바르게 적용하면 1점.
- 단위를 포함한 원래 음료의 농도를 올바르게 계산하면 1점.
From titration data to original concentration
- Prepare dilution
Dilute a measured original sample to a known final volume.
- Titrate aliquot
Titrate a measured portion with standard NaOH; record the titre.
- Calculate acid moles
Use NaOH moles and the balanced equation’s mole ratio.
- Find diluted concentration
Divide acid moles by aliquot volume in litres.
- Recover original concentration
Multiply diluted concentration by the dilution factor.
(e) pH와 적정 결과의 차이를 설명하시오. (2점)
pH 2.84는 측정 당시 원래 음료가 얼마나 산성인지를 나타냅니다. 이는 용액 속 수소 이온의 활동도와 관련이 있습니다.
적정은 선택한 종말점에 도달할 때까지 산을 중화하는 데 필요한 NaOH의 양을 측정합니다. 명시된 가정에 따르면 이를 통해 구연산 농도를 추정할 수 있습니다. 보다 일반적으로 적정은 적정 산도를 결정하는 데 사용될 수 있으며, 적정 산도는 pH와 동일한 특성이 아닙니다.
두 측정은 서로 다른 질문에 답하므로 pH 값을 적정 계산에 직접 대입할 수 없습니다.
채점 기준:
- pH가 나타내는 특성을 설명하면 1점.
- 적정이 측정하는 특성을 설명하고 pH와 구별하면 1점.
(f) 한 가지 한계를 제시하시오. (1점)
실제 음료에는 NaOH와 반응하는 다른 산이 포함되어 있을 수 있습니다. 이러한 산이 존재하면 적정 결과는 구연산만의 실제 농도가 아니라 음료의 전체 적정 산도를 나타낼 수 있습니다.
채점 기준:
- 다른 산의 존재 또는 종말점의 불확실성 등 타당한 한계를 제시하면 1점.
풀이 4
(a) 각 배치의 평균 적정 부피를 계산하시오. (2점)
배치 A의 경우:
\[ \begin{aligned} \text{평균 적정 부피} &=\frac{31.55+31.60+31.65}{3}\\ &=31.60\text{ mL} \end{aligned} \]
배치 B의 경우:
\[ \begin{aligned} \text{평균 적정 부피} &=\frac{34.20+34.15+34.25}{3}\\ &=34.20\text{ mL} \end{aligned} \]
채점 기준:
- 배치 A의 평균 적정 부피를 올바르게 계산하면 1점.
- 배치 B의 평균 적정 부피를 올바르게 계산하면 1점.
(b) 각 배치의 산 농도를 계산하시오. (4점)
HZ와 NaOH의 반응 몰비는 1:1입니다. 따라서 각 시료에 들어 있는 산의 물질량은 평균 적정 부피에서 공급된 NaOH의 물질량과 같습니다.
배치 A의 경우:
\[ \begin{aligned} n(\ce{NaOH}) &=cV\\ &=0.1500\times0.03160\\ &=0.004740\text{ mol} \end{aligned} \]
산의 농도는 다음과 같습니다.
\[ \begin{aligned} c(\ce{HZ}) &=\frac{0.004740}{0.02500}\\ &=0.1896\text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]
배치 B의 경우:
\[ \begin{aligned} n(\ce{NaOH}) &=0.1500\times0.03420\\ &=0.005130\text{ mol} \end{aligned} \]
산의 농도는 다음과 같습니다.
\[ \begin{aligned} c(\ce{HZ}) &=\frac{0.005130}{0.02500}\\ &=0.2052\text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]
계산된 농도는 배치 A가 0.1896 mol L⁻¹이고, 배치 B가 0.2052 mol L⁻¹입니다.
채점 기준:
- 배치 A의 NaOH 물질량을 올바르게 계산하면 1점.
- 배치 A의 산 농도를 올바르게 계산하면 1점.
- 배치 B의 NaOH 물질량을 올바르게 계산하면 1점.
- 배치 B의 산 농도를 올바르게 계산하면 1점.
(c) 규격을 충족하는 배치를 판별하시오. (2점)
배치 A의 농도는 0.1896 mol L⁻¹로, 허용 범위인 0.185~0.195 mol L⁻¹에 포함되므로 제품 규격을 충족합니다.
배치 B의 농도는 0.2052 mol L⁻¹로, 상한인 0.195 mol L⁻¹을 초과하므로 제품 규격을 충족하지 못합니다.
채점 기준:
- 배치 A가 규격을 충족하고 배치 B가 충족하지 못한다고 올바르게 판별하면 1점.
- 계산된 농도와 규격의 한계값을 근거로 판단을 뒷받침하면 1점.
(d) 반복 적정의 목적과 한계를 설명하시오. (2점)
반복 적정은 반복성을 평가하는 데 도움이 됩니다. 결과가 서로 비슷하면 측정 절차가 일관된 결과를 내고 있다는 근거가 되며, 유난히 다른 결과는 무작위 오차나 절차상의 문제를 나타낼 수 있습니다.
그러나 반복 측정만으로는 계통 오차를 반드시 발견할 수 있는 것은 아닙니다. 예를 들어 측정 기기가 잘못 교정되었거나 NaOH의 농도가 부정확하면 모든 실험 결과가 비슷한 방식으로 영향을 받을 수 있습니다.
채점 기준:
- 반복 적정이 일관성을 평가하거나 이상값을 식별하는 데 도움이 되는 이유를 설명하면 1점.
- 반복 측정만으로는 계통 오차를 발견할 수 없다는 점 등 한계를 제시하면 1점.
(e) 배치 B에 대한 품질 관리 조치 두 가지를 권고하시오. (2점)
첫째, 배치 B의 결과가 규격을 벗어났으므로 확인이 끝날 때까지 해당 배치를 보류하고 사용하도록 출고하지 않습니다.
둘째, 새롭고 대표성 있는 시료를 채취한 뒤 검증된 장비와 표준화된 NaOH를 사용하여 적정을 반복합니다. 결과가 확인되면 생산 공정을 조사하고, 배치를 다시 검사하기 전에 공장에서 승인한 시정 절차를 적용합니다.
Industrial acid quality control
- Sample the batch
Collect a representative sample using a consistent procedure.
- Titrate the sample
Titrate a measured aliquot with standardised NaOH.
- Calculate concentration
Use the mean titre, NaOH concentration, and reaction mole ratio.
- Check specification
Compare the calculated acid concentration with the permitted range.
- Hold or release
Release if compliant; otherwise hold, investigate, and retest.
채점 기준:
- 확인이 완료될 때까지 배치를 보류하도록 권고하면 1점.
- 출고 전에 적절한 재시료 채취, 재검사 또는 조사 절차를 권고하면 1점.
풀이 5
(a) pH와 전도도 측정으로 확인할 수 있는 사항을 설명하시오. (4점)
pH는 물 시료가 얼마나 산성 또는 염기성인지를 나타냅니다. 그러나 pH 측정만으로는 측정된 산성도의 원인이 되는 물질이 무엇인지, 또는 그 물질의 출처가 무엇인지 식별할 수 없습니다.
전도도는 용액이 전류를 얼마나 잘 전달하는지를 나타내며, 이는 용해된 이동성 이온의 존재와 거동에 따라 달라집니다. 그러나 전도도만으로는 어떤 이온이 존재하는지 식별할 수 없으며, 물이 산성인지 알칼리성인지도 판단할 수 없습니다.
두 측정은 서로 보완적인 정보를 제공합니다. 어느 한 측정만으로는 수질 변화의 원인을 식별할 수 없습니다.
채점 기준:
- pH가 나타내는 특성을 설명하면 1점.
- pH 측정의 한계를 제시하면 1점.
- 전도도가 나타내는 특성을 설명하면 1점.
- 전도도 측정의 한계를 제시하면 1점.
(b) 존중하는 협력을 위한 조치 두 가지를 권고하시오. (2점)
적절한 조치는 다음과 같습니다.
- 관찰 결과와 조사 지점 정보를 사용, 공유 또는 공개하기 전에 관련 공동체로부터 충분한 정보를 바탕으로 한 허가를 받고 해당 공동체의 절차를 따릅니다.
- 민감한 장소 정보의 공유 제한과 적절한 출처 표시를 포함하여, 공동체가 자신의 지식과 데이터를 어떻게 통제하고 검토하며 해석하고 사용을 승인할지 합의합니다.
애버리지널 및 토레스 해협 제도민은 다양한 공동체로 이루어져 있습니다. 연구자는 한 공동체의 절차, 지식 또는 선호가 다른 공동체에도 적용된다고 가정해서는 안 됩니다.
채점 기준:
- 허가, 협의 또는 공동체의 절차와 관련된 적절한 조치를 제시하면 1점.
- 데이터 통제, 출판 승인, 출처 표시 또는 민감한 정보 보호와 관련된 적절한 조치를 제시하면 1점.
(c) 제안된 설명을 평가하시오. (2점)
제시된 설명은 제공된 근거만으로는 정당화되지 않습니다. 현대의 공동체 주도 프로젝트에서 디지털 프로브를 사용한다는 사실만으로 그 방법이 전통적인 방법이라고 확립할 수는 없습니다. 또한 한 프로젝트에서 기기를 사용했다는 사실만으로 모든 애버리지널 및 토레스 해협 제도민에 관한 일반적인 주장을 뒷받침할 수도 없습니다.
더 정확한 설명은 다음과 같습니다.
참여 공동체의 승인을 받아 설명하고 공유하는, 해당 장소에 기반한 관찰과 pH 및 전도도 측정을 결합한 공동체 주도의 현대적 수질 모니터링 프로젝트.
특정 문화적 지식이나 관행은 적절한 근거와 맥락을 갖추고, 허가를 받으며, 출처를 명시하는 경우에만 설명해야 합니다.
채점 기준:
- 제안된 설명이 근거가 부족하거나 지나치게 일반화되었음을 밝히면 1점.
- 정확하고 적절한 맥락을 반영한 대안을 제시하면 1점.
(d) 과학적 확인 사항 두 가지를 제시하시오. (2점)
적절한 확인 사항은 다음과 같습니다.
- 현장 조사 전후에 적절한 표준물질을 사용하여 pH 프로브와 전도도 측정기의 교정을 검증합니다.
- 일관된 절차에 따라 반복 측정하고, 시료 사이마다 프로브를 헹기며, 관련 시료 채취 조건을 기록합니다.
이러한 확인 절차는 측정값의 신뢰성과 결과 간 의미 있는 비교가 가능한지를 판단하는 데 도움이 됩니다.
채점 기준:
- 타당한 기기 교정 또는 검증 절차를 하나 제시하면 1점.
- 타당한 시료 채취, 반복 측정 또는 측정 품질 확인 절차를 하나 제시하면 1점.