해설 보기
정답활성탄은 활성화 과정으로 미세 기공이 발달해 비표면적이 매우 큰 대표적 다공성 탄소재료입니다.
핵심 개념
다공성 탄소재료 — 활성탄의 비표면적
탄소재료는 구조에 따라 성질이 크게 달라집니다. 활성탄(activated carbon)은 목재·야자각·석탄 등을 탄화한 뒤 수증기나 화학약품으로 부활(활성화)시켜 마이크로기공(2 nm 미만)·메조기공(2~50 nm) 등 다양한 크기의 미세 기공을 발달시킨 재료로, 단위 무게당 표면적이 보통 500~1,500 m²/g에 이릅니다. 이 거대한 비표면적 덕분에 흡착제·정수용 여과재·탈색제·촉매 담체로 널리 쓰입니다. 반면 풀러렌·다이아몬드처럼 치밀한 결정성 탄소는 기공 구조가 없어 비표면적이 작다는 점을 함께 기억해 두면 좋습니다.
선지별 해설
①풀러렌(C60 등)은 탄소 원자가 축구공 모양으로 닫힌 분자성 결정으로, 내부에 흡착용 기공 구조가 발달해 있지 않아 비표면적이 큰 재료로 보지 않습니다.
②활성탄은 부활 공정으로 마이크로·메조 기공이 다양하게 형성되어 비표면적이 수백~1,500 m²/g에 달하므로, 문제의 설명에 정확히 부합합니다.
③제올라이트는 비표면적이 큰 다공성 물질이 맞지만 알루미노실리케이트, 즉 규소·알루미늄 산화물 골격이므로 탄소재료가 아니어서 답이 될 수 없습니다.
④다이아몬드는 탄소 원자가 sp3 결합으로 빈틈없이 채워진 치밀한 공유결합 결정이어서 기공이 없고 비표면적도 매우 작습니다.
해설 보기
정답유지 1 g을 완전히 비누화하는 데 필요한 KOH의 mg 수가 비누화가입니다.
핵심 개념
유지 분석 지표 — 비누화가(saponification value)의 정의
비누화가는 유지 1 g을 완전히 비누화(가수분해하여 지방산 염을 만드는 반응)하는 데 필요한 수산화칼륨(KOH)의 mg 수로 정의됩니다. 유지 분석에서 KOH를 기준으로 삼는 지표는 비누화가와 산가(유지 1 g 속 유리지방산을 중화하는 데 필요한 KOH mg 수)이며, 요오드가는 불포화도를 나타내는 별개의 지표입니다. 비누화가가 크다는 것은 같은 무게 안에 에스터 결합이 많다는 뜻이므로 구성 지방산의 평균 분자량이 작다는 의미가 되고, 반대로 비누화가가 작으면 평균 분자량이 큰 지방산으로 이루어져 있다고 해석합니다.