몰농도(molarity, M), 몰랄농도(molality, m) ★

몰농도(molarity, M), 몰랄농도(molality, m)

몰농도와 몰랄농도

 

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▶ 참고: 용액의 농도 표시법

[ https://ywpop.tistory.com/2655 ]

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교과서적으로 정의를 내리면,

즉 책에 나오는 정의는 다음과 같다.

 

> 몰농도(M): 용액 1 L에 용해되어있는 용질의 mol수

> 몰랄농도(m): 용매 1 kg에 용해되어있는 용질의 mol수

( 학교 시험에서 정의를 물으면, 이렇게 답해야 한다. )

 

 

 

▶ (필자의) 몰랄농도의 정의

> 용매 1 kg당 용해되어있는 용질의 mol수

 

몰랄농도는 용매 1 kg과 함께 존재하는 용질의 mol수를 나타낸 농도이다.

흔히들 용매 1 kg에 용해되어있는 용질의 mol수라고 잘못 알고 있는데,

용매는 용매이고, 용질은 용질이다.

순물질인 용매 속에 순물질인 용질이 존재할 수 없다.

용액 속에 용매도 존재하고, 용질도 존재하는 것이다.

즉, 용매나 용질은 용액(균일 혼합물)을 구성하는

각각의 독립적인 성분(순물질)이다.

용액 = 용매 성분 + 용질 성분

( 참고: 용액론 https://ywpop.tistory.com/40 )

 

 

 

그러나 위의 정의들은 농도를 계산할 때, 바로 와닿지 않는다.

즉, 위의 정의들 갖고는 농도를 바로 계산할 수 없다.

 

예를 들어,

“용액이 1 L, 또는 용매가 1 kg이 아닐 땐 어떻게 계산하지?”

이렇게 생각할 수 있으므로, 농도 계산이 혼란스럽다.

 

 

 

필자가 설명하는 몰농도의 정의는

“용질 mol수 / 용액 L수” 이다.

 

이렇게 정의내리면, 몰농도를 계산할 때,

용질의 mol수와 용액의 L수를 각각 구해서

몰농도의 정의 그대로

“용질 mol수 나누기 용액 L수” 하면 된다.

 

 

 

또한

몰랄농도의 정의는

“용질 mol수 / 용매 kg수” 이며,

몰랄농도 계산은

용질의 mol수와 용매의 kg수를 각각 구해서

“용질 mol수 나누기 용매 kg수” 하면 된다.

 

 

 

 

※ 용질의 mol수 = 용질의 질량(W) / 용질의 몰질량(M)

( 참고: n = W / M https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/3222 ] 몰농도의 정의를 이용한 몰농도 계산

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/1914 ] 몰농도 ↔ 몰랄농도 환산

 

 

 

 

▶ 몰농도는 온도에 따라 변한다. (∵ 분모가 부피)

▶ 몰랄농도는 온도에 따라 거의 변하지 않는다. (∵ 분모가 질량)

 

▶ (많이) 묽은 (수)용액에서, 몰농도 ≒ 몰랄농도

용매 1000 g + 용질 1 g

= 용액 1001 g ≒ 용매 1000 g ≒ 용액 1000 mL

 

 

 

 

예제) 몰농도/몰랄농도 계산

물 25 mL에 글루코스 4.35 g을 용해시켰다.

이 용액의 몰농도와 몰랄농도를 계산하시오.

단, 용액의 밀도는 용매의 밀도와 같다고 가정한다.

 

 

 

해설) 실제 용액의 밀도는 물의 밀도보다 크므로,

이 용액의 몰농도는 0.821 보다는 크고, 0.946 보다는 작을 것이다.

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/16529 ] 45% 황산 용액(d 1.40)의 몰농도와 몰랄농도

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/8585 ] 19% 염산 용액(d 1.17)의 몰농도와 몰랄농도

 

 

 

 

[팁] 동일 용액의 경우,

몰랄농도 > 몰농도

또는

몰랄농도 ≒ 몰농도

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3775 )

 

따라서, 만약,

몰랄농도 < 몰농도 이면,

계산을 잘못한 것이다.

 

 

 

 

[참고] 몰랄농도는 분모의 단위가 질량이므로,

만들고자 하는 용액의 양이 부피 단위이면,

정확한 부피로는 만들 수 없다.

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/13040 ] 0.05 m NaOH 용액 만들기

 

 

 

 

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