개념 한 쪽
수질오염공정시험기준의 총칙은 용어와 단위의 정확한 정의를 규정한다. 감압·진공의 기준 단위, 분석용 저울의 유효숫자, 표준원액 조제를 위한 화학량론적 계산법 등 기본 규정을 정확히 이해해야 시험 문항을 맞힌다.
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출제기준 단원 「단위 및 기호」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 표준원액 조제 계산 | 1 | 목표 성분량을 화합물의 분자비로 환산해 필요 시약량을 계산하는 능력 |
| 유효숫자·무게 계측 기준 | 1 | '정확히 단다'의 유효숫자 기준을 묻는 지식 |
| 용어 정의 판별 | 1 | 표준편차율 등 총칙 용어의 정확한 정의를 가리는 문제 |
시험기준에서 '감압' 또는 '진공'은 별도 규정이 없으면 수은주 밀리미터(mmHg)로 15mmHg 이하를 의미한다. 수주(mmH2O)와 수은주(mmHg)는 서로 다른 압력 단위이므로 혼동하면 정의가 틀리다. 용어 정의 문제에서는 단위 표기의 정확성을 항상 확인한다.
'정확히 단다'는 분석용 저울로 무게를 측정할 때 소수점 이하 0.1mg 자리까지 계측하는 것을 뜻한다. 0.1mg보다 세분화된 0.01mg, 0.001mg은 일반적 수질 분석의 유효숫자 기준을 벗어나며, 1mg는 정밀도 요건에 못 미친다. 따라서 시료나 시약을 달 때 기준에서 요구하는 유효숫자를 지키는 것이 중요하다.
표준편차율(CV)은 표준편차를 평균값으로 나눈 뒤 백분율로 나타낸 값이며, 정량범위의 정의는 표준편차율이 10% 이하가 되는 정량하한부터 정량상한까지의 범위를 의미한다. 표준편차율을 정량범위로 나눈다는 설명은 정의와 맞지 않는다. 용어 정의 문제는 '무엇으로 나누는가'와 같은 분모 부분을 특히 조심해야 한다.
표준원액 조제 문제는 목표 성분량을 먼저 총량 단위로 환산한 뒤, 화합물 내 원소의 비율을 이용해 필요 시약 질량을 계산한다. 예를 들어 질산성질소(NO3-N) 0.1mg/㎖ 표준원액 1L를 만들려면 총 질소량을 구하고 KNO3의 분자량(구성 원자량 합) 대비 질소 원자량 비율을 역으로 적용하여 필요한 KNO3 무게를 산출해야 한다.
이 개념 영역의 출제는 단위·기호의 정확한 판별, 유효숫자 규정의 적용, 화학량론적 환산 계산을 묻는 유형으로 나뉜다. 숫자나 단위 표기가 조금이라도 어긋나면 정답이 달라지므로 문제 지문과 보기에 적힌 단위를 꼼꼼히 확인한다.
표준원액 조제 예: 질산성질소 0.1mgNO3-N/㎖ 표준원액 1,000㎖를 준비할 때 총 질소량은 0.1mg×1,000㎖=100mg이다. KNO3의 분자량이 K(39.1)+N(14.0)+O3(16.0×3)=101.1이므로, KNO3 중 질소 비율은 14.0/101.1이다. 따라서 필요한 KNO3 질량은 100mg×(101.1/14.0) ≈ 722.14mg, 즉 약 0.722g이다.
정확히 단다 예: 분석용 저울로 시료를 달 때 '정확히 단다'는 표현이 나오면 0.1mg 단위까지 계측하는 것을 의미한다고 판단한다. 시험 지문에서 계수 자릿수를 물으면 0.1mg로 답한다.
용어 정의 예: '표준편차율'을 설명하는 보기에서 '표준편차를 정량범위로 나눈 값'이라고 하면 오답이다. 표준편차율은 표준편차를 평균값으로 나눈 뒤 백분율로 나타낸 값임을 근거로 오답을 가려야 한다.
질산성질소 표준원액 0.1mgNO3-N/㎖를 조제하려면, 미리 105 - 110℃에서 4시간 건조한(KNO3 표준시약) 질산칼륨 몇 g을 정밀히 달아 물에 녹여 정확히 1000㎖로 하면 되는가 ? (단, 원자량은 K: 39.1, N: 14.0, O: 16.0)
정답 ③ · 질산성질소 표준원액을 조제하기 위해서는 질산칼륨(KNO3)의 분자량과 질소(N)의 원자량 비율을 이용해야 합니다. KNO3의 분자량은 39.1 + 14.0 + 48.0 = 101.1입니다.
목표 질소량에 필요한 KNO3 질량을 구하려면 KNO3 분자량과 N 원자량의 비를 이용해 환산해야 한다.
['정확히 단다'라함은 규정된 양의 검체를 취하여 분석용 저울로 ( )mg까지 다는 것을 말한다. ] ( )안에 알맞는 내용은?
정답 ③ · 수질오염공정시험방법의 일반사항 및 시약 조제 항목에 따르면, '정확히 단다'라는 의미는 규정된 양의 검체를 정밀하게 취하기 위하여 일정한 측정 단위까지 무게를 다는 것을 규정합니다. 분석용 저울을 이용하여 물질의 무게를 잴 때 유효숫자의 기준이 되는 단위는 0.1mg이며, 공정시험기준에서는 정확히 단다는 것을 0.1mg 단위까지 다는 것으로 명확히 제시하고 있습니다.
분석용 저울의 유효숫자 기준인 '정확히 단다'는 0.1mg 단위까지 계측함을 의미한다.
다음 수질오염 공정시험방법의 총칙에 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 수질오염공정시험방법의 총칙에 따르면 표준편차율은 '표준편차를 평균값(또는 측정값)으로 나눈 값의 백분율'을 의미합니다. 제시된 4번 보기는 표준편차율을 '표준편차를 정량범위로 나눈 값'으로 정의하고 있어 총칙의 정의와 일치하지 않습니다.
표준편차율은 표준편차를 평균값으로 나눈 값의 백분율이며, 정량범위로 나눈 것은 정의가 틀렸다.
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