홈 > 강의소개
분석화학Ⅰ
안덕준 교수
미국 뉴저지주립대학교 대학원 식품화학과 석사과정
미국 뉴저지주립대학교 대학원 식품화학과 박사졸업
미국 뉴저지주립대학교 대학원 식품화학과 석사과정
미국 뉴저지주립대학교 대학원 식품화학과 박사졸업
선문대학교
충남대학교
현) 유니와이즈 전임교수
AI가 이끄는 스마트한 학습 경험, AI 튜터와 함께 더 빠르고, 더 깊게 학습하세요.
긴 강의 내용을 AI가 핵심만 요약하여 복습 시간을 단축시킵니다.
강의에서 가장 중요한 키워드와 개념을 자동으로 추출해 제공합니다.
학습한 내용을 바탕으로 AI가 생성한 퀴즈를 풀며 이해도를 점검합니다.
모르는 부분을 24시간 언제든 AI 튜터에게 질문하고 답변을 받습니다.
총 11개 챕터, 54강으로 구성되어 있습니다.
| 제목 | 강의시간 | 상세내용 |
|---|---|---|
| 1장. 분석화학의 개요 | ||
|
[1강] 분석화학의 중요성 및 요소, 종류 및 단계
|
0:
55:
16
|
|
|
분석화학 개요: 분석의 종류와 단계
• 분석화학 기본 개념: 특정 성분의 존재 유무를 확인하는 정성분석과 정확한 양을 측정하는 정량분석으로 구분. • 분석 과정 (전처리): 객관적 방법으로 대표 시료를 얻는 시료 채취(Sampling)와 방해 물질을 제거하는 시료 제조. • 분석 및 결과 해석: 반복 측정을 통한 농도 측정과 표준편차 기반의 신뢰도 평가 및 결과 보고. |
||
|
[2강] SI unit과 접두어, 단위 전환
|
0:
47:
43
|
|
|
분석화학 단위계와 단위 전환
• SI 단위계와 FPS 단위계: m·kg·s(MKS) 기반의 국제 단위계와 ft·lb(FPS) 기반 단위 시스템의 정의 및 상호 전환 원리. • 유도 단위계: 힘(N)·압력(Pa)·일(J)·동력(W) 등 물리량이 기본 단위(m, kg, s)로 조합되는 구조와 정의. • 단위 전환 절차: 원하는 단위를 분자에, 소거할 단위를 분모에 배치하여 곱하는 방식으로 단위를 순차 소거하는 계산법. |
||
|
[3강] 화학 농도 (1)
|
0:
57:
17
|
|
|
분석화학 농도 계산: 몰 농도와 백분율 조성
• 화학 농도 기본 개념: 용액 내 용질의 양을 나타내는 몰 농도(M)와 백분율 조성(%)의 정의 및 종류. • 몰 농도(M) 계산: 용액 1L당 용질의 몰수(mol)를 기준으로 농도를 정의하고, 물질의 질량과 분자량을 이용해 계산. • 백분율 조성(%)과 단위 환산: 무게 백분율(wt%) 정의 및 용액의 밀도(g/mL)를 이용한 몰 농도(M)와의 상호 전환 절차. |
||
|
[4강] 화학 농도 (2)
|
1:
01:
25
|
|
|
화학 농도 변환과 용액의 제조
• ppm/ppb 농도: 백만분율·십억분율 단위의 정의와 밀도, 분자량을 이용한 몰 농도 상호 변환 원리 • 용액의 희석: 희석 전후 용질의 몰수는 불변($M_{농축}V_{농축}=M_{희석}V_{희석}$)하다는 원리를 이용한 용액 제조법 • 농도 통합 계산: wt% 농도를 몰 농도로 변환 후 희석 공식을 적용하는 복합 문제 해결 절차 |
||
|
[5강] 평형상수
|
0:
37:
24
|
|
|
분석화학 평형상수의 정의, 취급 및 르샤틀리에 원리
• 화학 평형상수(K): 동적 평형 상태에서 반응물과 생성물의 농도 비로, 정반응 진행 우세도를 판단하는 지표. • 평형상수 계산 규칙: 역반응의 평형상수는 정반응의 역수(1/K)이며, 여러 반응식의 조합 시 각 평형상수의 곱으로 산출. • 르샤틀리에 원리: 농도·압력 등 외부 변화를 상쇄하는 방향으로 평형이 이동하는 원리. |
||
|
[6강] 분석화학의 개요 예상 문제 풀이
|
0:
59:
40
|
|
|
분석화학 단위 전환, 농도 계산, 평형상수 문제 풀이
• 단위 및 농도 계산: SI 단위계 전환, 몰 농도(mol/L), ppm/ppb(질량비) 등 농도 정의와 밀도를 이용한 상호 변환 원리 • 분석 과정 및 용액 희석: 방해물질 제거를 위한 마스킹(Masking) 원리와 몰수 보존($M_1V_1=M_2V_2$)을 이용한 희석 계산법 • 평형상수(K) 계산 원리: 반응식 조합(역반응, 합산) 시 평형상수 값이 역수 또는 곱으로 변하는 규칙 요약 |
||
| 2장. 수학의 소도구 | ||
|
[7강] 수학의 소도구, 유효숫자, 오차의 종류
|
0:
44:
40
|
|
|
분석화학 유효숫자 계산 원칙 및 실험 오차 종류와 특성
• 유효숫자 개념: 측정값 정밀도 표현을 위한 0의 유효성 판단 및 사칙연산, 로그/역로그 계산 원칙 이해 • 실험 오차: 계통 오차와 우연 오차의 발생 원인 및 특성, 정확도와 정밀도 개념을 통한 실험 결과 해석 • 불확정성 표현: 측정값 신뢰도 분석을 위한 절대 불확정성 및 상대 불확정성 계산 및 적용 |
||
|
[8강] 불확정성의 전파, 수학의 소도구 예상 문제 풀이
|
0:
58:
38
|
|
|
분석화학 불확정성의 전파 계산 원리
• 분석화학 불확정성 전파: 측정값 오차의 계산 과정 전개 원리와 사칙연산별 기본 개념 정립. • 절대/상대 불확정성 계산: 덧셈·뺄셈은 절대 불확정성 제곱합의 제곱근, 곱셈·나눗셈은 상대 불확정성 백분율 제곱합의 제곱근으로 산출. • 혼합 계산 및 유효 숫자: 복합 연산의 단계별 규칙 적용과 불확정성에 따른 유효 숫자 처리 방법론 이해. |
||
| 3장. 통계 | ||
|
[9강] 통계
|
0:
41:
43
|
|
|
분석화학 통계: 통계값 정의 및 데이터 검증 방법
• 분석화학 통계: 측정 데이터의 우연 오차를 다루고 결론의 정확도를 높이는 통계학의 역할 이해 • 주요 통계값: 평균, 표준편차, 중앙값, Range 등 가우스 분포 기반 데이터 특성 파악 방법 학습 • 데이터 검증: Q test 및 Grubbs test를 통한 실험 결과 이상치 처리 및 데이터 신뢰성 확보 절차 분석 |
||
| 4장. 유용한 적정 | ||
|
[10강] 유용한 적정, 적정의 원리, 적정의 계산
|
0:
46:
17
|
|
|
분석화학 적정의 원리와 계산
• 적정의 기본 원리: 표준 용액으로 미지 시료 농도를 결정하는 정량 분석법으로, 당량점과 종말점 개념을 정의. • 적정의 종류와 오차 보정: 반응 조건에 따른 직접 적정과 역적정의 구분 및 바탕 적정을 통한 오차 보정 원리. • 적정 계산: 1:1 및 x:y 화학량론에 기반하여 몰수 비례식을 통해 미지 시료의 농도를 계산하는 절차. |
||
|
[11강] 용해도곱 상수
|
0:
42:
56
|
|
|
용해도곱 상수의 개념과 공통이온 효과
• 용해도곱 상수(Ksp): 고체염의 용해 평형상수로, 포화 용액 내 이온의 몰 농도를 계산하는 기준. • 공통이온 효과: 르샤틀리에 원리에 따라 용액에 존재하는 공통 이온이 염의 용해도를 감소시키는 현상. • Ksp 기반 농도 계산: 공통이온 효과 조건에서 근사법을 적용하여 평형 상태의 이온 농도를 정량적으로 계산하는 절차. |
||
|
[12강] 유용한 적정 예상 문제 풀이
|
0:
48:
51
|
|
|
분석화학 적정법 계산 문제 풀이
• 적정법 원리: 당량점과 화학량론적 몰수 비율을 이용해 미지 시료의 농도 및 함량을 계산하는 기본 원리 • 간접 적정 응용: 분석 물질을 다른 화학종으로 변환 후 적정하여 간접적으로 정량하는 분석 절차 • 용해도곱 상수(Ksp): 난용성 염의 해리 평형식을 통해 몰 용해도 및 특정 이온 농도를 계산하는 방법 |
||
| 5장. 산과 염기의 개론 | ||
|
[13강] 산과 염기의 개론, 정의
|
0:
45:
16
|
|
|
분석화학 산-염기 개론: 정의와 짝산-짝염기
• 산-염기 브뢴스테드-로리 정의: 물질을 양성자(H⁺) 주개(산)와 받개(염기)로 구분하고 해리 정도로 강약을 분류하는 기준. • 짝산-짝염기 관계: 약산·약염기의 가역적 해리 반응을 통해 양성자 교환으로 형성되는 평형 쌍. • 완충 작용 원리: 짝산-짝염기 쌍이 외부의 급격한 pH 변화에 저항하는 기능으로, 아미노산의 항상성 유지에 핵심 역할. |
||
|
[14강] [H+] [OH-] [pH] 관계, 산과 염기의 세기
|
0:
53:
58
|
|
|
[H+], [OH-], pH 관계와 산·염기의 세기
• 물의 자동이온화와 이온곱 상수(Kw): [H+]와 [OH-] 농도의 역비례 관계 및 pH 계산의 기본 원리 정의 • 산·염기 세기: 해리 정도로 강·약을 구분하며, 약산과 약염기는 각각 산 해리 상수(Ka)와 염기 가수분해 상수(Kb)로 정량화 • 짝산-짝염기 관계와 평형 상수: Kw = Ka × Kb 공식을 통해 짝산-짝염기 쌍의 Ka와 Kb 값 상호 계산 |
||
|
[15강] 강산과 강염기의 pH, 약산과 약염기의 특징
|
0:
53:
04
|
|
|
강산·강염기 pH 계산과 약산·약염기 pKa
• 강산·강염기 pH 계산: 100% 해리 특성을 이용한 초기 농도 기반 계산 및 묽은 용액에서 물의 자동이온화 효과 고려 • pKa·pKb 정의: 약산·약염기의 상대적 세기를 나타내는 지표로, pKa 값이 작을수록 강한 산임을 의미 • Ka·Kb 관계식: Ka × Kb = Kw 원리를 통해 약산과 그 짝염기의 해리 상수를 상호 변환하는 관계 |
||
|
[16강] 약산의 평형
|
0:
56:
51
|
|
|
약산의 평형: pH, 조성 및 해리분율 계산
• 약산 평형: 평형 상수(Ka)와 이차방정식을 이용해 용액의 pH 및 성분 조성을 계산하는 원리. • 해리분율(α): 초기 농도 대비 해리된 약산의 비율로, 용액의 평형 상태를 분석하는 핵심 지표. • pKa 역산: 주어진 pH 또는 해리분율 값으로 평형 상수(Ka)와 고유 pKa를 추적하는 응용 계산. |
||
|
[17강] 약염기의 평형
|
1:
00:
12
|
|
|
약염기 평형: Kb, pH, 회합 분율 계산
• 약염기 평형: 약염기가 물과 반응하여 OH⁻를 생성하는 평형 반응과 이를 정량화하는 염기 가수분해 상수(Kb) 정의 • 약염기 용액 pH 계산: 초기 농도와 Kb로 2차 방정식을 세워 [OH⁻]를 구하고, Kw를 통해 pH를 도출하는 절차 • 회합 분율 및 Kb 역산: 초기 농도 대비 반응한 양의 비율(회합 분율)을 정의하고, 주어진 pH나 회합 분율로 Kb를 계산하는 방법 |
||
|
[18강] 산과 염기의 개론 예상 문제 풀이
|
0:
58:
40
|
|
|
산과 염기 정의 및 pH/pKa 계산
• 산-염기 및 짝산-짝염기: H+ 주개/받개 정의와 외부 pH 변화를 완화하는 완충 기능 원리. • 평형 상수(Ka, Kb, Kw, Ksp): 산/염기 해리, 물의 자동 이온화, 침전 평형을 나타내는 지표로 pH 계산에 활용. • 약산/약염기 pH 계산: 초기 농도와 평형 상수를 이용해 2차 방정식 풀이로 pH·pKa·해리 분율을 도출하는 정량적 분석 절차. |
||
| 6장. 완충용액 | ||
|
[19강] 완충용액
|
0:
42:
11
|
|
|
완충용액의 정의와 작용 원리
• 완충용액: 약산과 그 짝염기 혼합물로 구성되어 외부 산·염기 유입 시 pH 변화를 억제하는 용액. • 완충 작용 원리: 르 샤틀리에 원리에 따라 해리·회합 평형을 조절하여 약산-짝염기의 농도 변화를 최소화. • pKa와 최대 완충 능력: 산과 짝염기 농도가 동일한 pH=pKa 지점에서 완충 능력이 최대가 되며, 적정 곡선상 가장 완만한 기울기로 표현. |
||
|
[20강] Henderson Hasselbalch, 완충작용
|
1:
04:
10
|
|
|
헨더슨-하셀바흐 식과 완충 작용
• 헨더슨-하셀바흐 식: 완충 용액의 pH를 pKa와 산-짝염기 농도 비의 관계로 정의하는 핵심 공식. • 완충 작용 원리: 외부 강산·강염기 첨가 시, 용액 내 짝산·짝염기가 이를 중화하여 pH 변화를 억제하는 현상. • 완충 용액 pH 변화 계산: 첨가된 강산·강염기와 완충 성분의 반응을 통해 새로운 농도 비를 구하고 헨더슨-하셀바흐 식에 적용하는 정량 분석. |
||
|
[21강] 완충 효과 및 용액 제조
|
1:
00:
22
|
|
|
완충 용액의 원리와 제조 방법
• 완충 용액의 원리: 짝산-짝염기 쌍이 외부 강산·강염기를 소모하여 pH 변화를 최소화하는 방어 기제. • 완충 용액 제조: 약산에 강염기를, 또는 약염기에 강산을 첨가하여 짝산과 짝염기 혼합물을 생성하는 과정. • 핸더슨-하셀바흐 방정식: 목표 pH 달성을 위해 짝산과 짝염기의 몰수 비율을 조절하는 계산 원리로, 필요한 시약의 양을 정량적으로 결정. |
||
|
[22강] 완충 용액 예상 문제 풀이
|
0:
56:
17
|
|
|
완충 용액의 원리와 헨더슨-하셀바흐 식 문제 풀이
• 완충 용액: 약산-짝염기 평형을 통해 외부 산·염기 유입 시 pH 변화를 최소화하는 원리 • 헨더슨-하셀바흐 식: pH, pKa, 농도비의 관계를 정의하여 완충 용액의 pH를 계산하는 핵심 공식 • 완충 용액 pH 계산: 강산·강염기 첨가에 따른 pH 변화 예측 및 목표 pH 용액 제조법 계산 |
||
| 7장. 산-염기의 적정 | ||
|
[23강] 산-염기의 적정, 강산으로 강염기의 적정
|
0:
41:
12
|
|
|
산-염기 적정: 강산-강염기 적정 곡선 분석
• 산-염기 적정: H+와 OH- 이온이 완전히 반응하는 당량점을 이용해 미지 용액의 농도를 결정하는 분석 원리. • 강산-강염기 적정 곡선: 당량점 이전(과량 OH-), 당량점(H₂O), 당량점 이후(과량 H+) 3개 영역별 주요 화학종에 따른 pH 변화 분석. • 적정 단계별 pH 계산: 화학 반응은 몰수 기준으로, 최종 농도는 총 부피를 고려한 몰농도로 환산하여 pH를 도출하는 정량적 분석 절차. |
||
|
[24강] 약산을 강염기로 적정
|
1:
00:
41
|
|
|
약산-강염기 적정 곡선과 구간별 pH 계산
• 약산-강염기 적정 곡선: 강염기 첨가량에 따른 4개 구간(첨가 전, 당량점 이전, 당량점, 당량점 이후)별 pH 계산 원리 분석 • 완충 영역 및 당량점 pH: Henderson-Hasselbalch 식(완충 용액) 및 짝염기 가수분해(Kb) 원리를 이용한 계산 • 당량점 이후 pH 및 특징: 과량의 강염기 농도로 pH를 결정하며, 짝염기 영향으로 당량점 pH가 7보다 큰 특성 파악 |
||
|
[25강] 약염기를 강산으로 적정
|
0:
46:
06
|
|
|
약염기의 강산 적정 곡선과 pH 계산
• 약염기-강산 적정 곡선: 4개 주요 영역(강산 첨가 전, 완충 구간, 당량점, 당량점 이후)의 화학종 변화와 pH 계산 원리 분석 • 영역별 pH 계산법: Kb(초기), 헨더슨-하셀바흐 식(완충 구간), 짝산의 Ka(당량점), 과량 H+ 농도(당량점 이후)를 적용 • 당량점 pH 특성: 약염기가 모두 짝산(BH+)으로 전환되어 용액이 산성을 띠는(pH<7) 핵심 지점 |
||
|
[26강] 산-염기 적정의 응용
|
0:
46:
58
|
|
|
산-염기 적정 응용: 킬달 질소 분석법
• 킬달 질소 분석법: 분해-중화-적정 3단계 반응으로 시료 내 질소(N)를 정량 분석하여 조단백질 함량을 추정하는 방법. • 역적정 원리: 생성된 암모니아(NH₃)를 과량의 산(HCl)에 흡수시킨 후, 남은 산을 염기(NaOH)로 적정해 반응량을 역으로 계산. • 단백질 함량 계산: 측정된 질소 함량에 질소 계수를 적용하여 시료의 최종 단백질 농도로 환산하는 절차. |
||
|
[27강] 산-염기의 적정 예상 문제 풀이 (1)
|
0:
54:
10
|
|
|
산-염기 적정 문제 풀이: 강산-강염기, 약산-강염기
• 산-염기 적정 pH 계산: 당량점 이전, 당량점, 당량점 이후 구간별 화학종과 농도에 따른 pH 계산 원리. • 완충 용액 구간 pH 계산: 약산/약염기 적정 시 핸더슨-하셀바흐 식을 이용한 완충 작용 원리 적용. • 적정 당량점 pH 특징: 반응물 종류에 따라 생성되는 화학종(물, 짝염기, 짝산)이 중성, 염기성, 산성 pH를 결정. |
||
|
[28강] 산-염기의 적정 예상 문제 풀이 (2)
|
0:
56:
48
|
|
|
약염기-강산 적정 및 킬달 분석법 문제 풀이
• 약염기-강산 적정: 적정 단계(완충 영역, 당량점)별 주요 화학종에 따른 pH 계산 원리 및 핸더슨-하셀바흐 식 적용법 요약 • 킬달 분석법: 암모니아 생성 후 역적정 원리를 이용해 시료 내 질소 함량을 계산하는 정량 분석 절차 |
||
| 8장. 다양성자 산과 염기 | ||
|
[29강] 다양성자 산과 염기, 아미노산은 다양성자 산
|
1:
03:
05
|
|
|
다양성자 산과 염기의 개념 및 아미노산의 특징
• 다양성자 산·염기: 2개 이상의 양성자를 단계적으로 해리하며, pH에 따라 여러 화학종으로 존재하는 물질의 기본 개념. • 아미노산 구조와 쯔비터 이온: 카르복실기와 아미노기를 모두 가져 쯔비터 이온을 형성하고, pH 변화에 따라 알짜 전하가 변하는 분자 구조. • 산해리상수 관계: 단계별 산해리상수(Ka)와 그 짝염기의 가수분해상수(Kb)가 물의 이온곱상수(Kw)로 연결되는 원리(Ka1 × Kb2 = Kw). |
||
|
[30강] 이양성자 계의 pH (1)
|
0:
47:
45
|
|
|
이양성자 계의 pH 계산: 산성형과 염기성형
• 이양성자 산(H₂L⁺) pH 계산: K₁ ≫ K₂ 조건에서 첫 해리가 지배적이므로 일양성자 산으로 간주하여 평형 농도와 pH를 계산하는 원리. • 이양성자 염기(L⁻) pH 계산: Kₑ₁ ≫ Kₑ₂ 조건에서 첫 가수분해가 지배적이므로 일염기성 화학종으로 취급하여 평형 농도와 pH를 계산하는 절차. • 평형 상수 관계와 농도 결정: 짝산-짝염기 상수(Kₑ=K_w/Kₐ) 관계를 적용하고, 두 번째 평형 상수가 미량 화학종의 최종 농도를 결정하는 구조. |
||
|
[31강] 이양성자 계의 pH (2)
|
1:
01:
30
|
|
|
이양성자계의 pH 계산: 중간형(HL) 용액
• 이양성자계 중간형(HL): 산과 염기로 모두 작용하는 양쪽성 물질의 pH 계산 시스템으로, 전하 균형 원리를 기반으로 함. • pH 근사식 유도: 전하 균형식에 여러 근사 조건을 적용하여, 초기 농도와 무관한 pH 공식 $pH = \frac{1}{2}(pK_1+pK_2)$를 도출. • 화학종 농도 계산: 도출된 pH를 통해 각 화학종([H₂L⁺], [HL], [L⁻])의 평형 농도를 계산하며, 이양성자 염기에도 동일 원리 적용. |
||
|
[32강] 어느것이 주 화학종인가?
|
1:
08:
28
|
|
|
주 화학종 결정과 Henderson-Hasselbalch 식 활용
• 헨더슨-하셀발히 식(Henderson-Hasselbalch): pH와 pKa 값 비교를 통해 산·염기 화학종의 존재 비율(분율)을 계산하고 주 화학종을 결정하는 원리. • 다양성자산 주 화학종 분석: 여러 pKa 값을 기준으로 pH 구간에 따라 순차적으로 변화하는 주 화학종의 구조를 분석하는 방법. • 중간형 화학종의 2차 화학종 판단: 기준 pH(½(pKa₁+pKa₂))와 실제 pH 비교를 통해 두 번째로 많은 화학종을 결정하는 심화 절차. |
||
|
[33강] 다양성자 계에서의 적정 (1)
|
0:
59:
23
|
|
|
다양성자산 적정 곡선과 pH 계산
• 다양성자산 적정 곡선: pKa 개수만큼의 완만한 완충 구간과 급격한 당량점으로 구성된 pH 변화 그래프 • 등전점(pI): 분자의 순수 전하가 0이 되는 쌍극이온 상태의 pH로, 두 pKa 값의 산술 평균으로 계산 • 이양성자산 pH 계산: 적정 단계별 5개 주요 지점에서 산 해리, 핸더슨-하셀바흐, pI, 염기 가수분해 공식을 적용하는 절차 |
||
|
[34강] 다양성자 계에서의 적정 (2)
|
1:
00:
14
|
|
|
다양성자 계의 적정 곡선과 pH 계산
• 다양성자 계 적정: 적정 단계(초기·완충·당량점)별 주요 화학종을 파악하고, 각 지점의 평형식을 이용해 pH를 계산하는 과정. • 이양성자산(H₂A) 적정 pH 계산: 완충 영역(pH=pKₐ), 중간형(HA⁻, pH=½(pKₐ₁+pKₐ₂)), 최종 짝염기(A²⁻) 가수분해를 단계별로 적용. • 이양성자염기(Na₂CO₃) 적정 pH 계산: 완충 영역(pH=pKₐ), 중간형(HCO₃⁻, pH=½(pKₐ₁+pKₐ₂)), 최종 짝산(H₂CO₃) 해리를 단계별로 적용. |
||
|
[35강] 산과 염기 예상 문제 풀이 (1)
|
1:
00:
27
|
|
|
다양성자 산과 염기의 Ka/Kb 관계 및 농도 계산
• 다양성자 산-염기 Ka/Kb 관계: 산 해리 상수(Ka)와 짝염기 해리 상수(Kb)를 물의 이온곱 상수($K_w$)를 통해 상호 변환하는 원리. • pH에 따른 화학종 분석: pKa 값을 기준으로 pH 변화에 따른 아미노산 등 분자의 양성자화 상태 및 알짜 전하 변화 예측. • 다양성자계 용액 농도 계산: 초기 화학종(산, 중간형, 염기) 형태에 따라 각기 다른 근사법을 적용하여 용액의 pH와 화학종별 평형 농도를 계산하는 절차. |
||
|
[36강] 산과 염기 예상 문제 풀이 (2)
|
1:
06:
50
|
|
|
분석화학: 다양성자산의 산-염기 반응 및 적정
• 다양성자산 pH 계산: 아미노산 등 중간 물질의 pH(pKa 평균) 및 특정 pH에서의 주 화학종 판별 원리. • 헨더슨-하셀바흐 식: 완충 용액 구간에서 산과 짝염기의 존재 비율을 정량적으로 계산하는 원리. • 다양성자산 적정 곡선 분석: 적정 전, 각 당량점, 완충 구간, 당량점 초과 등 지점별 pH 계산 절차. |
||
| 9장. 화학평형의 심층 탐구 | ||
|
[37강] 화학평형의 심층 탐구
|
0:
50:
41
|
|
|
화학 평형과 이온 분위기 및 이온 세기
• 이온 분위기: 비활성 염이 용액 내 이온을 둘러싸 알짜 전하를 감소시켜, 이온 간 인력을 약화시키고 용해도를 높이는 원리. • 이온 세기(μ): 용액에 존재하는 모든 이온의 농도(C)와 전하(Z)를 고려하여 이온의 총체적 효과를 정량화하는 척도. • 이온 세기 계산: 공식(μ = ½ ΣCiZi²)을 이용해 용액에 포함된 모든 이온 화학종의 농도와 전하를 기반으로 총 이온 농도를 산출. |
||
|
[38강] 활동도 계수
|
0:
42:
07
|
|
|
활동도 계수와 참 평형 상수
• 활동도와 활동도 계수(γ): 화학 평형에서 이온 세기(μ) 영향을 보정, 농도를 실제 유효 농도로 변환하는 핵심 개념. • 이온 세기(μ) 계산: 용액 내 이온의 농도(C)와 전하(Z)로 계산 후, 표와 비례식을 이용해 활동도 계수 값을 결정하는 절차. • 참 평형 상수(K): 농도 대신 활동도를 평형식에 적용하여 계산 오차를 줄인 값으로, 중성 분자는 활동도 계수를 1로 간주. |
||
|
[39강] 활동도 계수 효과
|
0:
40:
05
|
|
|
활동도 계수 효과와 평형 계산 적용
• 활동도 계수: 이온 세기로 인한 유효 농도 변화를 보정하여 용해도 및 pH 등 화학 평형 계산의 정확도를 높이는 계수. • 반복 계산법: 이온 세기와 활동도 계수를 반복적으로 재계산하여 평형 농도의 정확도를 점진적으로 수렴시키는 절차. • 비활성염 효과: 이온 세기를 높여 이온 해리를 촉진시키나 H⁺와 OH⁻ 활동도 변화를 상쇄시켜 최종 pH 값에는 미미한 영향을 주는 현상. |
||
|
[40강] 전하 균형과 질량 균형
|
0:
56:
43
|
|
|
분석화학 전하 균형과 질량 균형
• 전하 균형: 용액의 전기적 중성 원리에 따라, 양전하와 음전하의 총합이 같음을 나타내는 단일 시스템 등식. • 질량 균형: 원자 보존 법칙에 근거하여, 특정 원자의 초기 총량을 평형 상태의 모든 관련 화학종 농도 합으로 표현하는 원리. • 평형 농도 계산: 전하 및 질량 균형식을 연립하여 복잡한 용액 시스템 내 화학종의 정확한 농도를 계산하는 기반. |
||
|
[41강] 평형 반응 다루기
|
1:
02:
33
|
|
|
평형 반응 다루기 - 전하/질량 균형과 활동도 계수
• 체계적 평형 접근법: 전하 균형, 질량 균형, 활동도 계수를 종합하여 화학 평형을 정량적으로 분석하는 원리. • 전하 및 질량 균형식 활용: 물의 자동 이온화나 부가 반응 등 모든 관련 화학종을 식으로 표현하여 평형 농도를 계산. • pH와 용해도의 관계: 산-염기 부가 반응이 르 샤틀리에 원리에 따라 염의 용해 평형에 미치는 영향을 정량적으로 설명. |
||
|
[42강] 분율 조성식
|
0:
45:
41
|
|
|
분율 조성식 - 약산과 짝염기의 농도 계산
• 분율 조성식: 질량 균형식과 산 해리 상수(Ka)를 이용해 특정 pH에서 약산과 짝염기의 상대적 농도 비율(분율, α)을 정의하는 개념. • 약산 및 짝염기 분율 공식: 수소 이온 농도([H⁺])와 산 해리 상수(Ka)를 이용해 산 형태 분율($\alpha_{HA}$)과 짝염기 형태 분율($\alpha_{A⁻}$) 계산. • 평형 농도 계산: 계산된 분율(α)에 초기 농도(F)를 곱하여 각 화학종(HA, A⁻)의 실제 평형 농도를 산출하는 절차. |
||
|
[43강] 화학평형의 심층 탐구 예상 문제 풀이 (1)
|
0:
43:
45
|
|
|
화학평형 심화: 용해도곱, 이온 세기, 활동도 계수
• 용해도곱(Ksp)과 활동도: 이온 분위기로 인한 용해도 계산 오차를 활동도 개념으로 보정하는 원리 • 이온 세기(μ)와 활동도 계수(γ): 용액 내 모든 이온의 농도와 전하를 반영해 실제 용해도를 구하는 반복 계산 절차 • 공통 이온 효과와 추가 반응: 외부 이온 첨가 및 부가 평형 반응이 전체 용해도에 미치는 영향 분석 |
||
|
[44강] 화학평형의 심층 탐구 예상 문제 풀이 (2)
|
0:
51:
15
|
|
|
화학평형 문제풀이 - 전하균형, 질량균형
• 전하 균형: 용액의 전기적 중성 원리에 기반, 모든 이온의 양전하 총합과 음전하 총합을 등식으로 구성하는 원리. • 질량 균형: 특정 원소의 질량 보존 법칙에 따라, 초기 물질의 농도와 용액 내 모든 관련 화학종 농도의 총합을 연결하는 관계식. • 화학평형 농도 계산: 전하·질량 균형식과 평형 상수식을 연립하여 미지 화학종의 농도를 구하는 단계적 문제 해결 절차. |
||
|
[45강] 화학평형의 심층 탐구 예상 문제 풀이 (3)
|
0:
38:
14
|
|
|
화학평형: 질량 균형과 산-염기 분율 계산
• 질량 균형식: 복수 평형 반응을 모두 고려하여 용액 내 화학종의 실제 농도를 정밀하게 계산하는 원리. • 산-염기 분율: pH와 pKa의 관계 또는 헨더슨-하셀바흐 식을 이용하여 약산과 그 짝염기의 상대적 존재 비율을 계산하는 방법. |
||
| 10장. EDTA 적정 | ||
|
[46강] EDTA 적정
|
0:
46:
01
|
|
|
EDTA 적정: 리간드와 킬레이트 개념
• EDTA 정의: 여섯자리 리간드로서 금속 이온과 안정적인 1:1 착물을 형성하는 원리와 pH 의존성. • 리간드와 루이스 산·염기: 전자쌍을 제공하는 루이스 염기(리간드)와 전자쌍을 받는 루이스 산(금속 이온)의 결합 원리. • 킬레이트 리간드: 한자리 리간드와 구분되는 여러자리 리간드의 구조적 특징 및 결합 안정성. |
||
|
[47강] EDTA
|
1:
02:
15
|
|
|
EDTA의 특성과 pH 의존성
• EDTA 착물 형성: 킬레이트제 EDTA와 금속 이온의 1:1 결합 반응 및 안정도를 나타내는 형성 상수(Kf) 정의 • EDTA 적정의 pH 의존성: 낮은 pH에서 H+와의 경쟁, 높은 pH에서 금속 수산화물 침전으로 인한 반응성 조절 원리 • 보조 착화제와 선택적 적정: 금속 수산화물 침전 방지 및 pH 조절을 통한 특정 금속 이온의 정량 분석 기법 |
||
|
[48강] 금속 이온 지시약
|
0:
45:
57
|
|
|
분석화학 금속 이온 지시약의 원리와 적정법
• 금속 이온 지시약: 금속 이온과 결합해 색이 변하는 화합물로, EDTA보다 결합력이 약해야 하는 핵심 조건을 가짐. • EDTA 적정법 원리: 지시약의 색 변화로 종말점을 찾는 직접 적정과, 지시약 가로막힘 현상 해결을 위한 역 적정으로 구분. • 종말점 급변 원리: EDTA가 자유 금속 이온을 먼저 소모한 후 지시약-금속 착물을 일시에 분해하여 색이 급격히 변하는 현상. |
||
|
[49강] EDTA 적정 방법
|
0:
59:
33
|
|
|
EDTA 직접적정, 역적정, 가리움법
• EDTA 직접 적정: pH 완충 조건에서 분석 물질을 EDTA 표준 용액으로 직접 적정하는 기본 분석법. • EDTA 역적정: 지시약 블록킹 등으로 직접 분석이 어려울 때 과량의 EDTA를 가한 후 남은 양을 역적정하는 방법. • 가리움법: 혼합물에서 특정 방해 이온을 가리움제로 비활성화시켜 원하는 성분만 선택적으로 분석하는 기법. |
||
|
[50강] 평형의 pH 의존성
|
0:
50:
40
|
|
|
EDTA 착물 평형의 pH 의존성
• EDTA 화학종 분율($\alpha_{Y^{4-}}$): pH에 따라 변하는 반응성 Y⁴⁻ 종의 분율로, 금속 착물 평형의 pH 의존성을 나타내는 핵심 변수. • 조건 형성 상수($K_f'$): 형성 상수($K_f$)와 $\alpha_{Y^{4-}}$의 곱($K_f \times \alpha_{Y^{4-}}$)으로, 특정 pH 조건의 평형을 단일 식으로 다루는 유효 평형 상수. • 평형 농도 계산: 조건 형성 상수($K_f'$)를 이용해 특정 pH에서 착물과 평형을 이루는 미량의 자유 금속 이온 농도를 계산하는 절차. |
||
|
[51강] EDTA 적정 곡선
|
1:
04:
27
|
|
|
EDTA 적정 곡선 - 개념 및 계산 방법
• EDTA 적정 곡선: EDTA 첨가량에 따른 금속 이온 농도(pM) 변화를 나타내며, 당량점 이전·당량점·당량점 이후 세 구간으로 나누어 분석. • 조건 형성 상수(K'_f): pH가 고정된 완충 용액 조건에서 EDTA 화학종 분율(α_Y⁴⁻)을 반영한 평형 상수로, 정확한 pM 계산에 필수적. • 구간별 pM 계산: 당량점 이전은 과량 금속의 화학량론적 계산, 당량점 및 이후는 조건 형성 상수(K'_f)를 이용한 평형 계산으로 농도를 결정. |
||
|
[52강] EDTA 적정 예상 문제 풀이 (1)
|
0:
56:
19
|
|
|
EDTA 직접 적정 및 역 적정 문제 풀이
• EDTA 적정 기본 원리: pH에 따른 화학종 변화, 금속-EDTA 착물 안정성 조건, 보조 착화제의 역할 정리 • 직접 적정법: 금속-지시약 착물 형성 후, EDTA 반응에 의한 지시약 색 변화로 종말점을 확인하는 절차 • 역 적정법: 지시약 블록킹 시 과량의 EDTA 투여 후, 남은 양을 다른 표준 금속 용액으로 적정해 농도를 계산하는 방법 |
||
|
[53강] EDTA 적정 예상 문제 풀이 (2)
|
0:
58:
08
|
|
|
EDTA 적정 계산 문제 풀이
• EDTA 역적정 및 가리움: 지시약 블로킹 문제 해결을 위한 역적정 계산 원리와 특정 이온의 반응을 선택적으로 차단하는 가리움 원리. • 조건 형성 상수($K_f'$): pH에 따른 EDTA의 유효 농도($\alpha_{Y^{4-}}$)를 반영하여 착물 안정도를 평가하고 최적 적정 조건을 설정하는 원리. • EDTA 적정 곡선 계산: 당량점 이전, 당량점, 당량점 이후 각 구간에서 조건 형성 상수를 활용해 금속 이온 농도(pM)를 계산하는 절차. |
||
| 부록 | ||
|
[54강] 부록-교재만 있음
|
0:
00:
00
|
|
|
|
||
안덕준 교수님
분석화학Ⅰ
