몰농도(M) 몰랄농도(m) 환산(변환) ★

몰농도(M) 몰랄농도(m) 환산(변환)

※ 용액의 밀도가 주어지지 않으면, 환산할 수 없음.

 

 

 

 

▶ 분자(numerator)가 “용질의 mol수”로 같기 때문에,

몰농도 → 몰랄농도 환산할 때는 “용매의 질량(kg)”을,

몰랄농도 → 몰농도 환산할 때는 “용액의 부피(L)”를

계산하는 것이 농도 환산의 핵심이다.

 

 

 

▶ 몰농도는 온도에 따라 변하지만, (분모가 부피)

몰랄농도는 온도에 따라 거의 변하지 않는다. (분모가 질량)

 

▶ 일반적으로, “몰랄농도 > 몰농도”.

> 매우 묽은 용액의 경우, 몰랄농도 ≒ 몰농도.

> 매우 진한 용액의 경우, 몰랄농도 >>> 몰농도.

예) 98% 황산의 몰랄농도와 몰농도: 500 m >>> 18.4 M

( 참고 https://ywpop.tistory.com/6222 )

 

 

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A. 몰농도를 몰랄농도로 환산

→ “용매의 질량”을 구해야 한다.

 

> 몰농도 = 용질 mol수 / 용액 L수

> 1 M 용액 = 1 mol 용질 / 1 L 용액

 

 

 

1) 용질의 질량 계산

용질의 질량 = 용질의 mol수 × 용질의 몰질량

= mol × (g/mol) = g

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

2) 용액의 질량 계산

용액의 질량 = 용액의 부피 × 용액의 밀도

= mL × (g/mL) = g

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8460 )

 

 

 

3) 용매의 질량 계산

“용액 = 용질 + 용매” 이므로,

용매의 질량(g) = 용액의 질량(g) – 용질의 질량(g)

 

 

 

4) 몰랄농도 = 용질 mol수 / 용매 kg수

 

 

 

[공식] 몰농도를 몰랄농도로 환산

몰랄농도 = 몰농도 / [밀도 – (몰농도 × 몰질량 / 1000)]

( 참고 https://ywpop.tistory.com/11452 )

 

 

 

[ 예제 https://ywpop.tistory.com/23932 ] 3.2 M 메탄올 용액(d 0.92)의 몰랄농도

 

 

 

 

B. 몰랄농도를 몰농도로 환산

→ “용액의 부피”를 구해야 한다.

 

> 몰랄농도 = 용질 mol수 / 용매 kg수

> 1 m 용액 = 1 mol 용질 / 1 kg 용매

 

 

 

1) 용질의 질량 계산

용질의 질량 = 용질의 mol수 × 용질의 몰질량

= mol × (g/mol) = g

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

2) 용액의 질량 계산

“용액 = 용질 + 용매” 이므로,

용액의 질량(g) = 용질의 질량(g) + 용매의 질량(g)

 

 

 

3) 용액의 부피 계산

용액의 부피 = 용액의 질량 / 용액의 밀도

= g / (g/mL) = mL

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8460 )

 

 

 

4) 몰농도 = 용질 mol수 / 용액 L수

 

 

 

[공식] 몰랄농도를 몰농도로 환산

몰농도 = 몰랄농도 / [(몰랄농도 × 몰질량 / 1000 + 1) / 밀도]

 

 

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예제1) 2.45 M 메탄올 용액의 몰랄농도는?

단, 용액의 밀도는 0.967 g/mL, 메탄올의 몰질량은 32 g/mol.

 

 

풀이)

 

① 용질의 질량 = 2.45 mol × (32 g/mol) = 78.4 g

② 용액의 질량 = 1000 mL × (0.967 g/mL) = 967 g

③ 용매의 질량 = 967 g – 78.4 g = 888.6 g

④ 몰랄농도 = 2.45 mol / (888.6/1000 kg) = 2.757 m

 

 

몰랄농도 = 몰농도 / [밀도 – (몰농도 × 몰질량 / 1000)]

= 2.45 / [0.967 – (2.45 × 32 / 1000)] = 2.757 m

 

 

 

 

예제2) 2.76 m 메탄올 용액의 몰농도는?

단, 용액의 밀도는 0.967 g/mL, 메탄올의 몰질량은 32 g/mol.

 

 

풀이)

 

① 용질의 질량 = 2.76 mol × (32 g/mol) = 88.32 g

② 용액의 질량 = 88.32 g + 1000 g = 1088.32 g

③ 용액의 부피 = 1088.32 g / (0.967 g/mL) = 1125.46 mL

④ 몰농도 = 2.76 mol / (1125.46/1000 L) = 2.45 M

 

 

몰농도 = 몰랄농도 / [(몰랄농도 × 몰질량 / 1000 + 1) / 밀도]

= 2.76 / [(2.76 × 32 / 1000 + 1) / 0.967] = 2.45 M

 

 

 

 

[참고] 2.76 m 메탄올 용액의 질량 백분율 (퍼센트농도)

%농도 = (용질 질량 / 용액 질량) × 100

= (88.32 g / 1088.32 g) × 100

= 8.12%

 

 

 

 

[ 관련 글: 몰랄농도를 몰농도로 ]

 

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