용액, 용질, 용매의 농도(몰농도, 몰랄농도, 퍼센트 농도) 초간단 정리, 이것만 알면 위험물기능장, 위험물산업기사 어렵지 않아요.

지난 시간에 이어 두 번째 시간으로 몰농도, 몰랄농도, 퍼센트 농도 즉, 용액, 용질, 용액 등의 농도 관련 내용을 더욱 간단하게 정리하는 시간을 가져보도록 하겠습니다. 이런 내용은 무조건 암기하기보다는 이해력을 높이는 방향으로 공부를 해야 합니다. 사실 농도 관련 문제는 다양한 과목에서 다루어지고 있으므로 여러모로 활용할 수 있는 내용입니다.

 

오늘의 공부를 위해서는 다음 내용을 공부한 후 한다면 더욱 이해력을 높일 수 있습니다.

 - 참고 _ 몰농도, 몰랄농도, 퍼센트 농도 위험물기능장과 위험물산업기사 합격 전략 

 

 

 

몰농도(M)

 

1. 정의

     - 1L 용액에 녹아있는 용질의 몰 수를 나타냅니다.

 

2. 단위

      - M(몰/리터)

 

3. 계산

      - 몰농도 = 용질의 몰수 / 용액의 부피 (L)

 

4. 용도

      - 용액의 농도를 비교하고 화학 반응 계산에 활용됩니다.

 

 

 

몰랄농도(m)

 

1. 정의

     - 1kg의 용매에 녹아있는 용질의 몰 수를 나타냅니다.

 

2. 단위

      - m(몰/kg)

 

3. 계산

     - 몰랄농도 = 용질의 몰수 / 용매의 질량 (kg)

 

4. 용도

     - 용액의 콜비거 특성 (이비점 상승, 비점 상승, 삼투압 등) 계산에 주로 사용됩니다.

 

 

 

퍼센트 농도(%)

 

1. 정의

     - 용액 전체 질량에서 용질이 차지하는 비율을 백분율로 나타냅니다.

 

2. 단위

     - % (백분율)

 

3. 계산

     - 퍼센트 농도 = (용질의 질량 / 용액의 질량) x 100

 

4. 용도

      - 용액의 성분 비율을 간편하게 표현하는 데 사용됩니다.

 

 

 

몰농도, 몰랄농도, 퍼센트 농도 차이점

구분	몰농도	몰랄농도	퍼센트 농도
기준량	1L 용액	1kg 용매	용액 전체 질량
나타내는 값	용질의 몰 수	용질의 몰 수	용질의 비율
단위	M	m	%
계산 방식	용질 몰수 / 용액 부피	용질 몰수 / 용매 질량	용질 질량 / 용액 질량 x 100
용도	용액 농도 비교, 화학 반응 계산	콜비거 특성 계산	성분 비율 표현

 

 

 

몰농도, 몰랄농도, 퍼센트 농도의 상관관계

 

몰농도와 몰랄농도는 용질의 몰 수와 용매의 양에 따라 상관관계가 있습니다. 용매의 양이 일정하다면 몰농도와 몰랄농도가 비례 관계에 놓입니다.

 

퍼센트 농도는 몰농도와 몰랄농도와 관련이 있지만, 용액의 밀도 정보가 추가적으로 필요합니다.

 

몰농도와 몰랄농도는 서로 인과관계가 존재하지 않습니다. 퍼센트 농도는 몰농도와 몰랄농도를 통해 계산될 수 있지만, 밀도 정보가 필요하기 때문에 인과관계보다는 상관관계라고 할 수 있습니다.

 

    - 100g NaCl을 1L 물에 녹인 용액의 몰농도와 몰랄농도를 계산합니다.

       1. 몰농도

            - 몰수 = 100g / 58.44 g/mol = 1.71 mol

            - 몰농도 = 1.71 mol / 1L = 1.71 M

 

       2. 몰랄농도

            - 몰수 = 1.71 mol

            - 용매 질량 = 1000g - 100g = 900g = 0.9 kg

            - 몰랄농도 = 1.71 mol / 0.9 kg = 1.9 mol/kg

위 예시에서 볼 수 있듯이 몰농도와 몰랄농도는 용질의 몰 수와 용매의 양에 따라 비례 관계에 있습니다. 하지만 퍼센트 농도는 밀도 정보가 추가적으로 필요하기 때문에 계산 방식이 다릅니다.

 

 

 

몰농도 ↔ 몰랄농도 변환 방법

 

몰농도와 몰랄농도는 모두 용액의 농도를 나타내는 지표이지만, 기준량과 단위가 다르기 때문에 직접적인 변환은 불가능합니다. 하지만, 다음과 같은 단계를 거쳐 간접적으로 변환할 수 있습니다.

 

1. 몰농도 계산

     1) 먼저, 몰농도를 계산해야 합니다. 몰농도는 다음 공식으로 계산됩니다.

          - 몰농도 (M) = 용질의 몰수 / 용액의 부피 (L)

 

     2) 용질의 몰수는 용질의 질량과 분자량을 이용하여 계산합니다.

          - 용질의 몰수 = 용질의 질량 (g) / 분자량 (g/mol)

 

     3) 용액의 부피는 mL 단위로 측정된 값을 L 단위로 변환해야 합니다.

 

 

2. 용매의 질량 계산

     1) 용액의 부피와 밀도를 이용하여 용매의 질량을 계산합니다.

          - 용매의 질량 (g) = 용액의 부피 (mL) x 밀도 (g/mL)

 

     2) 물의 밀도는 1g/mL이지만, 다른 용매의 경우 밀도가 다를 수 있으므로 주의해야 합니다.

 

 

3. 몰랄농도 계산

     1) 몰농도와 용매의 질량을 이용하여 몰랄농도를 계산합니다.

          - 몰랄농도 (m) = 몰농도 (M) x 용매의 질량 (kg)

 

     2) 용매의 질량은 g 단위로 측정된 값을 kg 단위로 변환해야 합니다.

           - 예시 : 100g의 NaCl을 500mL 물에 녹인 용액의 몰랄농도를 계산하시오

 

             ① 몰농도 계산

                   - 용질의 몰수 = 100g / 58.44 g/mol = 1.71 mol

                   - 용액의 부피 = 500mL = 0.5L

                   - 몰농도 = 1.71 mol / 0.5L = 3.42 M

 

              ② 용매의 질량 계산

                    - 용매의 질량 = 500mL x 1 g/mL = 500g

 

              ③ 몰랄농도 계산

                    - 몰랄농도 = 3.42 M x (500g / 1000) kg = 1.71 m

 

 

4. 주의사항

     ① 몰농도와 몰랄농도는 서로 다른 개념이므로, 단순히 숫자만 변환해서는 안 됩니다.

     ② 정확한 변환을 위해서는 위의 단계를 차근차근 거쳐 계산해야 합니다.

     ③ 용매의 밀도는 정확한 값을 사용해야 오차를 줄일 수 있습니다.

 

 

 

용매, 용질, 용액

 

1. 용매

     - 용질을 녹여 용액을 만드는 물질입니다. 액체 상태인 경우가 많지만, 기체나 고체 상태도 가능합니다.

     - 예시 : 물, 에탄올, 아세톤, 기름 등

     - 특징

        ① 용질을 잘 녹여주는 능력이 있어야 합니다.

        ② 용액의 80% 이상을 차지합니다.

        ③ 용매 자체는 용액의 화학적 성질에 영향을 미치지 않습니다.

 

 

2. 용질

     - 용매에 녹아있는 물질입니다. 고체, 액체, 기체 상태 모두 가능합니다.

     - 예시 : 소금, 설탕, 커피, 알코올 등

     - 특징

         ① 용매에 고르게 퍼져 용액을 형성합니다.

         ② 용액의 농도를 결정합니다.

         ③ 용액의 화학적 성질을 결정합니다.

 

 

3. 용액

      - 용매와 용질이 혼합되어 있는 상태입니다. 액체 상태인 경우가 많지만, 특정 조건에서는 고체나 기체 상태도 가능합니다.

      - 예시 : 식염수, 탄산음료, 커피, 공기 등

      - 특징

          ① 균일한 성질을 가지고 있습니다.

          ② 빛을 통과시키거나 반사시킬 수 있습니다.

          ③ 확산 현상을 보입니다.

 

 

4. 상관관계 및 인과관계

    물은 극성 용매이기 때문에 이온성 화합물을 잘 녹입니다. 반면, 에탄올은 비극성 용매이기 때문에 비극성 화합물을 잘 녹입니다. 소금물은 전기 전도성을 가지고 있으며, 설탕물은 달콤한 맛을 가지고 있습니다.

 

      ① 용매와 용질은 서로 상호작용하여 용액을 형성합니다.

      ② 용매의 양이 많을수록 용액의 농도가 낮아집니다.

      ③ 용질의 양이 많을수록 용액의 농도가 높아집니다.

      ④ 용매의 종류에 따라 용해되는 용질이 다릅니다.

      ⑤ 용질의 종류에 따라 용액의 특성이 달라질 수 있습니다.

 

 

5. 추가 정보

      ① 용해도

            - 특정 온도에서 용매에 최대 용해될 수 있는 용질의 양입니다.

 

      ② 포화 용액

            - 더 이상 용질을 녹일 수 없는 용액입니다.

 

      ③ 비포화 용액

            - 더 많은 용질을 녹일 수 있는 용액입니다.

 

      ④ 농도

             - 용액에 용질이 얼마나 녹아있는지를 나타내는 지표입니다.