[화학 강의] 완전 쉽게 설명하는 화학 이야기 – 농도환산

Ⅰ. 농도(concetration) 란?

 

설탕물에 설탕이 얼마나 있지? / 소금물에 소금은 얼마나 있지?

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소주에는 알코올이 얼마나 포함되어 있을까?

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이처럼 일상 생활에서 농도를 표시하거나 표현하는 말은 쉽게 찾아 볼 수 있다.

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이와 같이 전체에서 거기에 포함된 일부를 표현하는 방법으로 농도를 사용한다.

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즉, '일부'라는 개념에 포커스를 맞춘 것으로 "어디에 무엇이 얼마 (들어)있다."를 알고자 함이다.

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실험에서는 분석 대상 물질을 제외한 나머지 혼합물을 매트릭스라고 하며,

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이것은 분석 시료에서 분석물(알고자 하는 물질 & 알고 싶어하는 물질)을 제외한 모든 물질을 말한다.

​

 

 

위의 경우처럼 농도는 다양한 표현으로 사용될 수 있다.

 

분모를 규정하는 양의 단위와 분자를 규정하는 양의 단위가 여러가지로 표현될 수 있다는 것이다.

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분자를 이루는 용질, 혹은 분석 대상 물질은 어떻게 표시하는냐??

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일반적으로 g , ml , mol 로 표시한다.

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1. 그램(g)으로 표현하는 질량 단위

2. 밀리리터(ml)로 표현하는 부피 단위

3. mol 개념이 포함된 몰농도

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[ 몰농도는 이전에 설명한 자료를 참고하세요 - 이 글 맨 아래 링크했습니다. ]

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여기서 mol은 분자나 원자의 개수를 세는 단위로 mol은 농도 단위가 아니다.

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mol ≠ M(몰농도)

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1 mol = 6.022 X 1023 개이며

​

1 mol = 1g molecular weight ( g을 붙인것이 1mol에 해당하는 양이라는 뜻)

​

g 원자량 또는 g 분자량이라고 한다.

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이와 같이 분자와 분모의 양을 알면 농도의 종류가 정해진다.

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Ⅱ. 퍼센트 농도(%)

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%(w/w) = (g/g) x 100

​

%(v/v) (ml/ml)x 100

​

%(w/v) (g/ml) x 100

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%(w/v) (g/ml) x 100 은 물을 기준으로 1기압 4℃에서 물 1g의 부피는 1ml이기에 표현할 수 있는 방법이다.

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만약 1% 라고 표시하면 아래와 같이 여러 단위로 사용 가능하다.

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1%(w/w)=1g/100g=0.01(g/g) X 100

​

1%(v/v)= 1ml/100ml=0.01(ml/ml) X 100

​

1%(w/v)=1g/100ml=0.01(g/ml) X 100

​

화학 실험에서는 %(w/v)을 주로 사용한다.

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​

Ⅲ. ppm (ppm, par per million) 농도

​

 

​

백만분의 1

 

%(w/w) = (g/g) x 10-6

​

%(v/v) (ml/ml) x 10-6

​

%(w/v) (g/lm) x 10-6

​

​

​

1ppm=1ug/g

​

= 1mg/kg 주로 사용

​

=1g/Mg

​

= 1mg/L

​

=1ug/Ml

​

 

참고 m=10-6, M=106

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Ⅳ. ppb (ppb, par per billion) 농도

 

​

1 억분의 1

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%(w/w) = (g/g) x 10-9

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%(v/v) (ml/ml) x 10-9

​

%(w/v) (g/ml) x 10-9

​

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​

Ⅴ. molarity(M, 몰랄농도)

​

molality(m)=1 mol ÷ kg solvent

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​

Ⅵ. 기타 농도 표기 방법

​

​

◎ mol fraction

​

​

⇒ mol fraction = mol(분석대상 관심대상) ÷ mol(전체)

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​

◎ mol %

​

​

⇒ mol % = (mol(분석대상 관심대상) ÷ mol(전체)) x 100

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문제를 통해 개념을 이해 해 보자!!

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이것만 알면 모든 농도 환산 문제를 풀 수 있다.​

​

1. 분수 설정 (Fraction unit)

​

2. 환산 인자 적용

 

⇒ 원하는 농도가 나오는 단위가 나올 때가지 환산인자 사용

​

​

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문제 1)

​

2.5%(w/v) NaCl(F.W 58.4)의 M은?

​

⇒ 2.5%의 NaCl은 몰농도(M)로 얼마인가?

​

주어진 %(w/v)농도를 몰농도(mol/L)로 단위 변환해서 계산하면 된다.

​

​

풀이)

​

g ⇒ mol

​

ml ⇒ L

​

분자량( F.W)으로 주어진 값 : 1mol=58.44g NaCl

​

2.5g NaCl/100ml soln.

​

⇒ 100ml 용액에 2.5g NaCl 이 들어있는 소금(NaCl)의 몰농도는?

​

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​

문제 2)

​

0.054M MgCl2 용액이 25ml에 있는 MgCl2이 몇 g이 있나? (MgCl2 F.W=95.21)

​

​

​

​

용액 1 L 의 단위 환산 인자로 25ml x 40 ml = 1000 ml 으로 표현.

​

⇒ 0.054M MgCl2 용액이 25ml에는 MgCl2 이 0.13g이 들어 있다.

​

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​

문제 3)

​

37%(w/w) HCl soln. 몰농도(M)? (HCl F.W=36.46 , 37% HCl 밀도 = 1.19g/ml)

​

​

​

분자 g ⇒ mol

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분모 g ⇒ ml ⇒ L (밀도 알아야 함)

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신기방기 과학교실

Written by Chang-Ho, Yoon. / K-Lab Zone (K-LZ)

 

 

 

 

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