용액의 농도

용액의 농도

용액에 대한 화학량론을 연구하기 위해서는 용액에 존재하는 반응물의 양뿐만 아니라

수용액에서 반응이 일어나게 하는 반응물의 양을 조절하는 방법도 알아야 한다.

용액의 농도(concentration of a solution)는 주어진 용액 또는 용매의 양에 대한 용질의 양이다.

(여기서 용질은 액체 또는 고체이며, 용매는 액체라 가정한다)

용액의 농도는 여러 방법으로 표현되는데, 이에 대해서는 이후에 자세히 배울 것이다.

여기서는 화학에서 가장 일반적으로 사용하는 단위인 용액의 리터당 용질의 몰수인 몰농도(M, molarity 또는 molar concentration)에 대해 알아본다.

몰농도는 다음과 같이 정의된다.

이 식은 아래와 같이 간략히 표현할 수 있다.

여기서 V는 리터 단위인 용액의 부피를 의미하고, n은 용질의 몰수이다.

그러므로 포도당 (C6H1206) 1.46 몰농도 용액은 1.46 M C6H12O3로 표시하고,

이것은 용액 1L 속에 용질 포 도당 1.46 mol을 포함한다는 것을 의미한다.

0.52 몰농도의 요소(NH), CO] 용액은 0.52 M (NH),CO라고 쓰는데, 용액 1 L 중에 (NH) CO용질) 0.52 mol을 포함한다.

물론, 정확히 1L의 용액으로 실험을 할 필요는 없다.

용액의 부피를 리터로 전환한다는 것을 기억하면 이 점은 문제될 것이 없다.

즉 CH1206 0.730 mol을 포함하는 500 mL 용액 의 농도도 1.46 M이다.

보는 바와 같이 몰농도의 단위는 리터 당 몰수이므로, C6H1206 0.730 mol을 포함하는 500 ImL 용액은 1.46 mol/L 즉, 1.46 M과 같다.

밀도처럼 농도는 세기 성질이므로 용액의 양에 따라 변하지 않는다.

그림4.15 특정 몰농도의 용액을 제조하는 과정. (a)정확한 양의 고체 용질을 부피 플라스크에 넣고, 깔때기를 이용하여 물을 가한다. (b)플라스크를 가볍게 흔들어서 고체를 서서히 녹인다. (c) 고체가 모두 녹은 후 물을 눈금까지 채운다. 녹아 있는 용질의 양과 용액의 부피로부터 용액의 몰농도를 계산할 수 있다.

특정 몰농도의 용액을 제조하는 과정은 다음과 같다.

먼저 용질의 무게를 정확하게 달아서 부피 플라스크에 넣은 다음, 용질이 잘 용해되도록 조심스럽게 저어주면서 물을 첨가한다.

고체가 모두 용해하고 나면 용액이 플라스크 눈금에 이를 때까지 천천히 물을 가한다.

부피 플라스크 용액의 부피와 용해한 용질의 양(용질의 몰수)을 알고 있으면 위의 식을 이용하여 용액의 몰농도를 계산할 수 있다.

이 때, 첨가된 물의 양은 알 필요가 없고 용액의 최종 부피만 알면 된다.

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