0.002N NaOH 용액의 pH는?
- 11.3
- 11.5
- 11.7
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정답과 해설 보기
정답 ① · 0.002N 수산화나트륨(NaOH) 용액의 pH를 계산하는 문제입니다. NaOH는 1가염기이므로 농도가 0.002M(즉, 2 × 10^-3 M)입니다.
NaOH는 1가 강염기이므로 N=M, pOH=-log(2×10⁻³)≈2.7, pH=14-2.7=11.3이다.
개념 한 쪽
폐기물처리기사 표준용액 — pH 보정·흡수관·사용기한
pH 측정용 표준용액은 pH계를 보정하는 기준액으로, 공기 중의 이산화탄소 흡수로 인해 pH가 변할 수 있으므로 조제와 보관에 주의를 기울여야 한다. 염기성 표준용액에는 CO2 흡수를 차단하는 흡수관을 부착하고 규정된 사용기한 내에 써야 하며, 표준원액 제조는 목표 원소량과 시약의 조성을 정확히 계산해 수행한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「표준용액」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 강염기 표준용액 pH 계산 | 1 | 강염기 표준용액의 농도로부터 pH를 계산하기 |
| 농도 표기법 구별 | 1 | '→' 표기와 '+' 표기의 의미를 구분하여 맞추기 |
| pH 표준용액 보관·사용기한 판단 | 1 | 흡수관 종류와 표준용액 사용기한을 판별하기 |
뜻
pH 표준용액은 유리전극법에 의한 pH 측정에서 기기 보정을 위해 사용되는 기준용액이다. 공기 중 이산화탄소(CO2)가 표준액에 녹아들면 pH가 변하므로, 표준용액 조제와 보관 시 CO2 제거와 차단이 핵심이다. 물은 정제수를 끓여 CO2를 날려 보낸 뒤 사용해야 한다.
염기성 표준용액은 CO2에 의해 쉽게 pH가 낮아지므로 병에 CO2 흡수관을 부착해 보관해야 한다. 규정상 염기성 표준용액에 붙이는 흡수관은 소다석회류(수산화나트륨+산화칼슘) 또는 생석회류 등으로 표기되며, 이 흡수관과 사용기한이 중요한 암기 포인트이다. 산성 표준용액은 상대적으로 안정하여 규정된 사용기한이 염기성보다 길다.
표준원액 제조에서는 목표 성분량을 먼저 정하고 그에 따른 시약 질량을 계산한다. 예를 들어 금속 원소의 표준원액을 만들 때는 목표 원소량을 몰수로 환산한 뒤, 시약 분자 내의 해당 원소 개수로 나누어 필요한 시약 몰수를 구하고 분자량을 곱해 질량을 결정한다. 이 과정에서 원자량·분자량·부피 단위 변환을 정확히 적용해야 한다.
농도 표기에는 표기법 차이가 있으므로 주의해야 한다. '→' 표기는 성분을 용매에 녹여 최종 전체량을 표기된 부피(mL 등)로 맞추는 뜻이고, '+' 표기는 부피끼리 단순 혼합을 뜻한다. 백분율 표기에서 앞글자는 성분의 단위(예: W=무게), 뒷글자는 용액 전체의 단위(예: V=부피)를 뜻한다.
예제
대표 계산 1 — 강염기 용액의 pH 계산: 0.002N NaOH 용액은 NaOH가 1가 강염기이므로 N=M이고 [OH-]=0.002M = 2×10^-3 M이다. pOH = -log[OH-] = -log(2×10^-3) = 3 - log2 ≈ 3 - 0.3 = 2.7이고, pH = 14 - 2.7 = 11.3이다.
대표 계산 2 — 표준액 중화 적정에서 소비량 계산: 0.1N HCl 50 mL를 중화하기 위해 0.1M Ca(OH)2 용액을 사용한 경우를 계산한다. Ca(OH)2는 2가 염기이므로 같은 몰농도에서 N=2M이 되어 0.1M는 0.2N에 해당한다. 중화식 N1V1f1 = N2V2f2에 역가를 적용하면 V2 = (0.1×50×0.995) / (0.2×1.005) ≈ 24.75 mL가 소비된다.
대표 기출 3문항
용액의 농도에 관한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?
- (1→10)의 의미는 고체성분 1g을 용매에 녹여 전체량을 10g으로 하는 것임
- (1→100)의 의미는 액체성분 1mL을 용매에 녹여 전체량을 100mL으로 하는 것임
- (1→1000)의 의미는 dor체성분 1mL을 용매에 녹여 전체량을 1L으로 하는 것임
- 염산(1+2)의 의미는 염산 1mL와 물 2mL를 혼합하여 제조한 것임
정답과 해설 보기
정답 ① · 폐기물 공정시험기준의 농도 표시 방법에 대한 문제입니다. (1→10)은 '고체성분 1g을 용매에 녹여 전체량을 10mL로 한다'는 의미이며 g이 아닌 mL 기준입니다.
(1→10)은 고체 1g을 녹여 최종 전체량을 10mL로 맞추는 표기이며, g이 아니라 mL 기준이다.
pH 표준용액 조제에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
- 조제한 pH 표준용액은 경질유리병 또는 폴리에틸렌병에 보관한다.
- 염기성 표준용액은 산화칼륨 흡수관을 부착하여 1개월 이내에 사용한다.
- 산성표준용액은 3개월 이내에 사용한다.
- pH 표준용액의 조제에 사용되는 물은 정제수를 증류하여 그 유출용액을 15분 이상 끓여 이산화탄소를 날려 보내고 생석회 흡수관을 달아 식힌 다음 사용한다.
정답과 해설 보기
정답 ② · pH 표준용액의 보관 기간과 흡수관 재료에 대한 규정을 묻는 문제이다. 염기성 pH 표준용액은 공기 중 이산화탄소 흡수를 막기 위해 소다석회(NaOH와 CaO의 혼합물) 흡수관을 부착하여 보관하고 1개월 이내에 사용해야 한다.
pH 표준용액: 염기성은 소다석회 흡수관을 붙여 1개월 이내, 산성은 3개월 이내 사용한다.
자주 묻는 물음
- 염기성 pH 표준용액 보관 시 주의할 점은 무엇인가?
- 염기성 표준용액은 공기 중 CO₂를 흡수하면 pH가 저하하므로 병에 CO₂ 흡수관(소다석회·생석회류)을 부착해 보관하고 규정된 사용기한 이내에 사용해야 한다.
- pH 표준용액 조제에 쓰는 물은 어떻게 처리해야 하나?
- 정제수를 끓여 CO₂를 날려 보낸 뒤 표준용액 조제에 사용해야 한다.
- 표준원액 제조 시 금속 원소량으로부터 시약 질량을 구하는 순서는 무엇인가?
- 목표 금속량을 질량으로 정하고 원자량으로 몰수를 구한 뒤, 시약 내 해당 원소의 몰수 비율로 시약 몰수를 결정하고 분자량을 곱해 시약 질량을 산출한다.
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