화학

분석화학

적정, 분광, 크로마토그래피로 무엇을 얼마나 있는지 재는 법.

기초

적정

농도를 아는 용액을 조금씩 넣어, 당량점에 이르는 부피로 미지 농도를 구합니다. 산–염기 적정은 중화, 산화환원 적정은 전자 이동, 킬레이트 적정은 금속–리간드 결합을 씁니다. 지시약의 변색 구간이 당량점 pH와 맞아야 하고, 일차 표준물질은 순도·안정·몰질량이 분명해야 합니다. 곡선(pH 또는 전위 대 부피)의 변곡이 당량점을 보여 줍니다.

분광

분자는 특정 파장의 빛을 흡수하거나 방출합니다. 자외선–가시선은 전자 전이, 적외선은 진동, NMR은 핵스핀이 자기장에서 공명하는 자리입니다. 정량은 보통 검량선 — 농도를 아는 표준으로 기기 신호를 맞춘 뒤 미지를 읽습니다. 산란, 형광, 바탕 흡수가 비어 법칙을 깨뜨릴 수 있어 파장·셀·용매를 고정합니다.

크로마토그래피

혼합물이 고정상과 이동상에 다르게 분배되어 분리됩니다. 종이·박막은 Rf로 자리를 비교하고, GC는 휘발 시료를 기체 이동상으로, HPLC는 액체 펌프와 컬럼으로 돌립니다. 머무름 시간으로 무엇을, 피크 넓이로 얼마나를 가늠합니다. 분해능은 이웃 피크가 얼마나 떨어졌는지 — 컬럼, 유속, 온도가 좌우합니다.

정확도와 정밀도

정확도는 참값에 가까운지, 정밀도는 되풀이했을 때 흩어짐입니다. 계통 오차(저울 영점, 불순 시약)는 정확도를 밀고, 우연 오차는 정밀도를 벌립니다. 반복 측정, 공시료, 첨가 회수, 검량 표준으로 둘을 갈라 봅니다. 유효숫자와 단위를 끝까지 따라가야 표가 의미를 갖습니다.

공식

비어–람베르트

A = ε c ℓ

흡광도는 농도·광로에 비례(묽은 용액, 단일 파장).

기호

A 흡광도 (−log T)
ε 몰흡광계수
c 농도
ℓ 광로 길이

당량 (1:1 산–염기)

M_a V_a = M_b V_b

당량점에서 산·염기 몰수가 같습니다. 계수가 있으면 화학량론을 곱합니다.

기호

M 몰농도
V 부피

전개율 Rf

R_f = d_spot / d_solvent

박막·종이에서 반점과 용매 선단의 거리 비. 0과 1 사이.

기호

d_spot 반점이 이동한 거리
d_solvent 용매 선단 거리

크로마토 분해능

R_s = 2 (t₂ − t₁) / (w₁ + w₂)

이웃 피크. R_s ≳ 1.5이면 밑이 거의 갈라진 것으로 봅니다.

기호

t 머무름 시간
w 피크 밑변 폭

핵심 표

일차 표준 (예)	KHP, Na₂CO₃, K₂Cr₂O₇ — 건조·순도 확인 후 사용
UV–Vis 셀	보통 ℓ = 1.00 cm 석영. 플라스틱은 UV를 막음
GC vs HPLC	GC: 휘발·열안정. HPLC: 덜 휘발·수용액도