1-2-4. 농도
1. 몰 농도와 % 농도/몰 농도의 정의/2. 몰랄 농도
농도가 진하다는 것은 일정한 부피나 질량 안에
많은 입자가 들어 있는 것이고,
묽다는 것은 입자수가 적다는 뜻입니다.
소금물로 따진다면 진한 것이 짠 것이고,
묽은 것이 싱거운 것에 해당하죠.
화학에서 사용하는 농도는 보통 몰 농도, 몰랄 농도, %농도입니다.
1. 몰 농도와 %농도
농도란 원래 진한 정도를 뜻하는 말입니다.
여러분들이 등교할 때 이용하는 지하철이나 버스를 상상해 보시라.
으... 끔찍해. 정해진 공간 안에 많은 사람이 빽빽히 타고 있으니
이것이 화학에서 볼 때는 농도가 진한 것이 되는 겁니다.
즉, 몰 농도의 뜻은 단위 부피당 몰 수를 말합니다.
질량 % 농도를 몰 농도로 바꾸어 볼까요?
우선 p % 용액 100g을 기준으로 한다면
이 용액 속에는 용질이 p 그램 들어 있는 것이 되니까
용질의 몰 수는 p/M이다. 그렇죠?(여기서 M은 용질의 분자량)
다음에 알아야 할 것은 용액의 부피!
용액의 밀도를 d(g/mL)라고 하면 {밀도 = 질량/부피} 식에서
부피(mL) = 100/d 이므로 부피를 L단위로 바꾸면 1/10d(L)가 되죠.
따라서 (용질의 몰 수)/(부피)를 계산하면 10dp/M 이 됩니다.
그런데 이런 거 외울 필요 없어요. 여러분들이 반드시 알아야 할 것은
몰 농도 = (용질의 몰 수 mol)/(전체 부피 L),
몰농도(mol/L)X용액 부피(L) = 용질의 몰 수 라는 사실!!!
[예제 1] 황산(분자량=98) 0.49 g을 물에 녹여 250 mL 용액을 만들었을 때
이 용액의 몰 농도는?
{풀이} 황산 몰 수 = 황산 질량/황산 분자량 = 0.49/98 = 1/200 몰,
[H2SO4] = (황산 몰 수)/(용액 부피 L) = (1/200 몰)/(0.25 L) = 0.02 M
[예제 2] 농도에 관한 다음 설명 중 옳은 것은?
(1) 황산 0.1몰을 물 1 L에 녹인 용액의 농도는 0.1 M이다.
(2) NaOH 1 M 용액 2 L를 만들려면 NaOH 2 몰이 필요하다.
(3) 아세트산 1 몰을 물 2 kg에 녹인 용액의 농도는 0.5 M이다.
(4) 0.1 M 황산 수용액 100 mL를 묽혀 0.01 M로 만들려면 물 1000 mL가 필요하다.
(5) NaOH 1 M 용액 200 mL에 NaOH 0.2 몰을 더 넣으면 2 M 용액이 된다.
정답 : (2)
{풀이} 몰 농도 = (용질의 몰 수 mol)/(부피 L),
몰농도(mol/L)X용액 부피(L) = (용질의 몰 수)이므로
(1)은 물이 아니라 용액 부피가 1 L여야 하고,
(3)에서 0.5 M가 되기 위해서는 아세트산을 포함해 전체 부피가 2 L여야 하며,
(4) 물 900 mL만 더 있으면 전체 부피가 1000 mL로 10 배로 묽어지며,
(5)는 전체 부피를 알 수 없으므로 농도를 결정할 수 없다.
몰 농도는 화학에서 가장 많이 쓰기는 하지만,
온도에 따라 부피가 변하면 농도도 따라서 변하므로 불편할 때가 있죠.
그래서 끓는점 오름이나 어는점 내림 따위를 측정할 때는 몰랄 농도를 씁니다.
몰랄 농도는 용질의 몰수를 용매의 질량으로 나눈 값으로 나타냅니다.
몰랄 농도의 단위 : mol/kg = m
[예제 3] 소금 5.85 g을 물 200 g에 녹인 용액의 몰랄 농도는?
(단, NaCl의 화학식량은 58.5)
{풀이} NaCl의 몰수 = 5.85/58.5 = 0.1 몰, 용매인 물의 질량이 200 g(0.2 kg)이므로
0.1몰/0.2kg = 0.5 m이다.
수고 많았습니다.
항상 용어의 뜻(정의)에 대해 관심을 가져야 합니다.