다음 중 황화수소(H2S)를 통하면 노란색 침전으로 되는 것은?
- Cd(NO3)2
- Cu(NO3)2
- Bi(NO3)2
- Pb(NO3)2
정답과 해설 보기
정답 ① · 황화수소 기체와 반응하여 노란색 황화물 침전을 생성하는 금속염을 구별하는 문제이다. 질산카드뮴 수용액에 황화수소를 통과시키면 황화카드뮴(CdS)이 생성되며, 이는 독특한 노란색 침전을 형성한다.
황화수소(H2S)와 반응하여 노란색 침전을 생성하는 금속 이온은 카드뮴(Cd2+)이다.
개념 한 쪽
위험물산업기사 방사성 원소 — 방사선의 성질과 붕괴
방사성 원소 세트는 알파선·베타선·감마선의 파장과 투과력, 전기장에서의 휘어짐, 알파 붕괴와 베타 붕괴에서 원자번호와 질량수가 어떻게 바뀌는지, 반감기로 남은 양을 계산하는 법을 묻는다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「방사성 원소」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 반응 생성물 고르기 | 1 | 황화수소를 통하면 노란색 침전이 되는 것 고르기 |
| 분류 해당 것 고르기 | 1 | 착염에 해당하는 보기 고르기 |
| 이론량 계산 | 1 | 프로판 1몰 완전연소에 필요한 산소의 이론량 수치 구하기 |
뜻
방사선은 입자선과 전자기파로 나뉜다. 알파선은 헬륨 원자핵으로 질량과 전하가 크고, 베타선은 전자를 닮은 입자선이며, 감마선은 질량과 전하가 없는 고에너지 전자기파다. 이 차이가 투과력과 전리작용의 방향을 정한다.
투과력은 감마선이 가장 강하고 알파선이 가장 약하다. 알파선은 질량과 전하가 커서 물질과 활발히 상호작용해 전리작용이 가장 강하지만, 그만큼 에너지를 빨리 잃어 투과력이 가장 약하다. 감마선은 전자기파로 이온화 능력이 가장 낮은 대신 파장이 가장 짧고 에너지가 커 투과력과 방출속도가 가장 크다. 엑스선도 전자기파이지만 일반적으로 감마선보다 에너지가 낮아 투과력이 다소 약하다.
전하의 유무는 전기장에서의 진행 방향을 가른다. 알파선은 양전하를 띠어 음극 쪽으로, 베타선은 음전하를 띠어 양극 쪽으로 휘어진다. 감마선은 전하가 없으므로 전기장의 영향을 받지 않고 직진한다.
알파 붕괴는 원자번호가 2 감소하고 질량수가 4 감소한다. 아스타틴(At, 원자번호 85)이 알파선을 방출하면 원자번호 83의 비스무트(Bi)가 된다. 수은(80), 팔라듐(46), 오스뮴(76)은 원자번호가 맞지 않는다.
베타 붕괴는 원자번호가 1 증가하고 질량수는 변하지 않는다. 방사성 원소가 베타선을 방출하며 황(S, 원자번호 16)으로 변했다면 전구체의 원자번호는 15이므로 인(P)이다.
반감기는 물질이 절반으로 줄어드는 시간이다. 반감기가 10년인 물질 10g은 20년이 지나면 반감기를 두 번 지나므로 10 × (1/2)2 = 2.5g이 남는다. 반감기가 5일인 물질 2g은 10일에 반감기를 두 번 지나 1g, 다시 0.5g이 남는다. 남은 양은 초기량에 (1/2)의 반감기 횟수 제곱을 곱해 구한다.
예제
선지 판단은 세 방사선의 투과력 순서를 감마 > 베타 > 알파로 잡는지, 알파선의 전리작용이 가장 강하고 투과력이 가장 약하다고 보는지, 감마선을 질량과 전하가 없는 전자기파로 읽는지, 전기장에서 휘어지지 않는 선을 감마선으로 고르는지, 알파 붕괴를 원자번호 -2·질량수 -4로 계산하는지, 베타 붕괴를 원자번호 +1·질량수 불변으로 계산하는지, 반감기 횟수만큼 절반씩 나누는지에서 갈린다.
대표 기출 3문항
다음 중 착염에 해당하는 것은?
- Al2(SO4)3
- Pb(CH3COO)2
- KAl(SO4)2
- K4Fe(CN)6
정답과 해설 보기
정답 ④ · 제시된 화합물 중에서 착염 화합물을 구별하는 문제이다. 착염은 중심 금속 이온에 리간드가 배위 결합하여 만들어진 착이온을 포함하는 염이다.
착염은 중성 염화이온과 착이온이 결합한 것으로, 복잡한 이온 구조를 가지는 염을 지칭합니다.
프로판 1몰을 완전연소 하는데 필요한 산소의 이론양을 표준상태에서 계산하면 몇 L가 되는가?
- 22.4
- 44.8
- 89.6
- 112.0
정답과 해설 보기
정답 ④ · 프로판 완전연소에 필요한 산소의 부피를 화학량론으로 계산하는 문제이다. 프로판의 연소 반응식은 C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O이므로 프로판 1몰이 완전연소하는 데 산소 5몰이 필요하다.
프로판 1몰 완전연소에는 산소 5몰이 필요하며 표준상태에서 1몰은 22.4L이므로 112.0L입니다.
자주 묻는 물음
- 알파선·베타선·감마선은 어떻게 다른가요?
- 알파선은 헬륨 원자핵으로 전리작용이 가장 강하고 투과력이 가장 약합니다. 베타선은 전자와 같은 입자선입니다. 감마선은 질량과 전하가 없는 전자기파로 파장이 가장 짧고 투과력이 가장 강합니다.
- 알파 붕괴와 베타 붕괴에서 원자번호는 어떻게 바뀌나요?
- 알파 붕괴는 원자번호가 2 감소하고 질량수가 4 감소하므로 아스타틴(85)은 비스무트(83)가 됩니다. 베타 붕괴는 원자번호가 1 증가하고 질량수는 그대로이므로 황(16)의 전구체는 인(15)입니다.
- 반감기로 남은 양은 어떻게 계산하나요?
- 경과 시간이 반감기의 몇 배인지 세고, 그 횟수만큼 절반으로 나눕니다. 반감기 10년인 10g은 20년 뒤 2.5g이 남고, 반감기 5일인 2g은 10일 뒤 0.5g이 남습니다.
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