중2 과학 크로마토그래피와 특수 분리법 예상문제

🎯 [출제의도] 크로마토그래피가 성분마다 용매를 따라 이동하는 속도 차이를 이용한 분리 방법임을 이해하는지 확인해요.

💡 [정답 해설] 사인펜 잉크는 여러 색소가 섞인 혼합물이에요. 종이에 스며드는 용매를 따라 색소마다 이동하는 속도가 다르기 때문에 서로 다른 높이에서 분리되어 나타나요! 🖍️

❌ [오답풀이]
① 여러 개의 점으로 분리됐다는 건 여러 색소가 섞인 혼합물이라는 뜻이에요.
③ 끓는점이 아니라 이동 속도(용매에 대한 용해도·흡착력) 차이를 이용해요.
④ 색소마다 이동 속도가 다르기 때문에 분리가 되는 거예요.
⑤ 출발선은 용매에 잠기지 않도록 용매 위쪽에 위치해야 해요. 잠기면 색소가 씻겨 내려가 버려요.

정답: 2

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ (가)의 종이 크로마토그래피는 사인펜 잉크 속 색소들이 전개 용매를 따라 이동하는 속도가 서로 다르다는 점을 이용해 분리하는 방법이야.
2️⃣ (나)의 활성탄 정수는 표면에 매우 작은 구멍이 많은 활성탄이 냄새 성분이나 불순물을 표면에 달라붙게 하는 '흡착' 작용을 이용하는 방법이야.
3️⃣ 즉 (가)는 '이동 속도 차이', (나)는 '흡착 작용'이라는 서로 다른 원리를 이용하고 있다는 것을 알 수 있어!

❌ 오답 노트
② (가)와 (나)의 원리가 서로 뒤바뀐 설명이야.
③ 끓는점 차이를 이용하는 것은 증류의 원리이고, (가), (나)와는 관련이 없어.
④ 밀도 차이를 이용하는 분리 방법은 따로 있으며, (가), (나)의 원리와는 달라.
⑤ (가)는 이동 속도 차이, (나)는 흡착 작용으로 서로 다른 원리를 이용하므로 완전히 동일하다는 설명은 옳지 않아.

💡 핵심 개념 정리
크로마토그래피(이동 속도 차이)와 활성탄을 이용한 분리(흡착 작용)는 둘 다 성분이나 불순물을 제거·분리하는 방법이지만, 이용하는 원리가 서로 다르다는 것을 구분해서 기억하자!

🌟 실생활 속 과학
사인펜 색소 분리는 과학 실험이나 감정에, 활성탄의 흡착 원리는 정수기, 공기 청정기, 냉장고 탈취제 등 생활 속 여러 제품에 활용되고 있어.

🎯 [출제의도] 활성탄이 넓은 표면적을 이용해 불순물 입자를 흡착하여 제거하는 원리를 이해하는지 확인한다.

💡 [정답 해설] 활성탄은 내부에 작은 구멍이 매우 많아 표면적이 아주 넓은 물질이에요. 물이 활성탄 층을 통과할 때, 냄새나 색을 내는 불순물 입자들이 활성탄의 넓은 표면에 달라붙는(흡착되는) 방식으로 제거됩니다! 🧽 그래서 정수기 필터에 활성탄이 자주 사용되는 거예요.

❌ [오답풀이]
① 활성탄은 물을 끓여서 분리하는 증류와는 원리가 다릅니다.
② 활성탄은 불순물을 화학적으로 분해하는 것이 아니라 표면에 붙잡는 물리적 방법입니다.
③ 활성탄 층은 크기가 큰 물질을 걸러내는 단순한 거름과 달리 흡착이 핵심 원리입니다.
④ 밀도 차를 이용해 층을 분리하는 방법과는 원리가 다릅니다.

정답: 5

🎯 [출제의도] 크로마토그래피의 원리와 Rf값 계산 방법을 이해하고 성분을 구별할 수 있는지 확인한다.

💡 [정답 해설] Rf값은 성분이 이동한 거리를 용매가 이동한 거리로 나눈 값이야! 🖍️ A는 8÷10=0.8, B는 4÷10=0.4, C는 2÷10=0.2로 계산돼. 이 중 A의 Rf값(0.8)이 가장 크지. 크로마토그래피는 성분마다 용매를 따라 이동하는 속도가 달라서 서로 다른 위치에 분리되는 원리를 이용한 분리 방법이야.

❌ [오답풀이]
② B의 Rf값은 0.4로 A보다 작다.
③ C의 Rf값은 0.2로 셋 중 가장 작다.
④ A는 0.8, B는 0.4로 서로 다른 값이다.
⑤ 세 성분의 이동 거리가 모두 다르므로 Rf값도 모두 다르다.

정답: 1

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 도핑 테스트는 운동선수의 소변이나 혈액 속에 금지 약물 성분이 들어 있는지 확인하는 검사야.
2️⃣ 이때 시료 속 여러 성분을 크로마토그래피로 전개하면, 각 성분이 서로 다른 위치까지 이동하면서 분리돼.
3️⃣ 분리된 각 성분의 이동 거리(Rf값)를 이미 알려진 금지 약물의 Rf값과 비교하면 금지 약물이 들어 있는지 정확히 판별할 수 있어!

❌ 오답 노트
② 끓는점 차이를 이용하는 것은 증류로, 크로마토그래피와는 다른 분리 방법이야.
③ 자석을 이용한 분리는 자성의 차이를 이용하는 것으로 크로마토그래피와 관련이 없어.
④ 거름종이로 앙금을 거르는 것은 입자 크기 차이를 이용하는 거름(여과)이야.
⑤ 원심분리기를 이용한 혈액 분리는 밀도 차이를 이용하는 방법이야.

💡 핵심 개념 정리
크로마토그래피는 아주 적은 양의 시료 속에서도 여러 성분을 정밀하게 분리하고 검출할 수 있다는 장점이 있어서, 미량의 성분을 찾아내야 하는 검사에 특히 유용해!

🌟 실생활 속 과학
도핑 테스트뿐만 아니라 식품 속 불법 색소 검출, 농약 성분 검사, 범죄 수사에서 잉크 감정을 하는 데에도 크로마토그래피가 널리 쓰이고 있어.

🎯 [출제의도] 크로마토그래피의 원리를 실생활 사례로 이해하는지 확인하는 문제예요.

💡 [정답 해설] 검은색 잉크는 사실 여러 색소가 섞인 혼합물이에요🖊️! 물이 여과지를 타고 올라갈 때, 색소마다 물에 녹는 정도와 여과지에 붙는 정도가 달라서 이동하는 속도(거리)가 서로 달라져요. 그래서 잘 이동하는 색소는 멀리, 덜 이동하는 색소는 가까이에서 띠를 이루며 분리되는 거예요. 이 원리는 크로마토그래피라고 하며, 위조지폐 감별이나 잉크 감정 등에도 활용돼요.

❌ [오답풀이]
① 색소가 화학적으로 변하는 것이 아니라 원래 섞여 있던 색소들이 물리적으로 나뉘어 보이는 거예요.
③ 이 실험은 상온에서 진행되며 온도 변화나 녹는점과는 관련이 없어요.
④ 여과지 자체의 색깔이 아니라 잉크 속 색소가 분리되어 나타나는 색이에요.
⑤ 밀도 차이가 아니라 용매를 따라 이동하는 속도 차이가 원리예요.

정답: 2

🎯 [출제의도] 크로마토그래피에서 각 성분의 이동률(Rf 값)을 계산하는 방법을 이해하는지 확인하는 문제예요.

💡 [정답 해설] Rf 값은 (물질이 이동한 거리)÷(용매가 이동한 거리)로 구해요! 📊 색소 A가 이동한 거리는 6cm, 용매가 이동한 거리는 8cm이므로 Rf=6÷8=0.75예요. Rf 값은 물질마다 고유하기 때문에 혼합물 속 성분을 구별하는 데 이용할 수 있어요.

❌ [오답풀이]
① 0.6: 나눗셈 과정에서 오차가 있는 값이에요.
③ 0.8: 거리 값을 서로 바꿔 계산한 것과 비슷한 오답이에요.
④ 1.25, ⑤ 1.33: 분자와 분모를 반대로 나눈 경우 나오는 값이에요(용매÷색소).

정답: 2

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 크로마토그래피는 혼합물 속 성분들이 전개 용매를 따라 이동하는 속도(용해도, 흡착력 차이)가 다르다는 점을 이용해 분리하는 방법이야.
2️⃣ 반면 거름(여과)은 거름종이에 뚫려 있는 눈에 보이지 않는 작은 구멍보다 입자가 큰지 작은지에 따라 걸러지는지가 결정되는, 입자 크기 차이를 이용한 분리 방법이야.
3️⃣ 즉 두 방법은 사용하는 원리 자체가 완전히 다르다는 것을 알 수 있어!

❌ 오답 노트
② 끓는점 차이를 이용하는 분리 방법은 증류야. 크로마토그래피와 거름 모두 끓는점과는 관련이 없어.
③ 원리가 서로 뒤바뀐 설명이야. 입자 크기 차이는 거름의 원리, 이동 속도 차이는 크로마토그래피의 원리야.
④ 밀도 차이를 이용하는 분리 방법은 따로 있어(예: 물과 식용유의 분리).
⑤ 두 방법은 원리가 다르기 때문에 분리할 수 있는 혼합물의 종류와 결과도 서로 달라.

💡 핵심 개념 정리
크로마토그래피 = 이동 속도(용해도·흡착력) 차이, 거름(여과) = 입자 크기 차이! 각 분리 방법마다 이용하는 성질이 다르다는 것을 구분해서 기억해 두자.

🌟 실생활 속 과학
거름은 커피를 내릴 때 찌꺼기를 걸러내는 것처럼 일상에서 쉽게 볼 수 있고, 크로마토그래피는 사인펜 잉크의 색소 분리처럼 눈에 보이지 않는 미세한 성분 차이를 분리할 때 사용돼.