물의 몰농도(M)는 55.6 M. Molarity of Water

물의 몰농도(M)는 55.6 M. Molarity of Water

 

 

 

▶ 이 문제를 풀기위해 미리 알고 있어야 하는 지식

(1) 몰농도(M)의 정의 = 용질 mol수 / 용액 L수 = mol/L = M

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3222 )

 

 

(2) 물, H2O의 몰질량 = 18 g/mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/16840 )

 

 

(3) 물의 밀도 = 1 g/mL

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4869 )

 

 

(4) 용액은 용질 성분과 용매 성분으로 이루어져 있다.(나눌 수 있다.)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/40 )

 

 

 

용액은 균일 혼합물이기 때문에

용액의 농도는 용액의 양에 상관없이 같으니,

계산하기 편하게, 물의 양을 ‘1 L’라고 가정한다.

 

 

 

물의 몰농도를 구하고자 할 때,

가장 큰 혼란은 무엇이 용질 성분이고,

무엇이 용매 성분인가 하는 것이다.

 

왜냐하면 몰농도는 일정량의 용액에 용해되어 있는

용질의 양(mol)으로 나타내기 때문이다.

 

 

 

이 난관을 해결할 수 있는 유일한 방법은

“물은 용질이자 용매이다.”라고 가정하는 것이다.

 

또는, “물은 99.9999999%의 용질(solute)인 물과

0.0000001%의 용매(solvent)인 물로 이루어진 용액이다.”라고 가정한다.

 

 

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이제 용질이 정해졌으니, 몰농도를 구할 수 있다.

 

용질의 양, 99.9999999% ≒ 100% (= 1 L) 로 가정하고,

물의 밀도로부터 용질인 물 1 L의 질량을 계산하면,

> 1 L = 1000 mL

> 1000 mL × (1 g/mL) = 1000 g

 

 

 

물의 몰질량으로부터 물 1000 g의 몰수를 계산하면,

1000 g / (18 g/mol) = 55.5556 mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

따라서 물의 몰농도는

몰농도 = 용질 mol수 / 용액 L수

= 55.5556 mol / 1 L

= 55.5556 M

≒ 55.6 M

 

 

 

 

[참고] 물의 농도를 g/L 단위로 나타내면,

(55.5556 mol/L) × (18 g/mol) = 1000.0008 g/L ≒ 1000 g/L

 

 

 

 

[참고] 유효숫자 관련

본 글은 이론적으로 물의 몰농도를 계산한 것이므로,

즉, 본 글에 사용된 숫자는 전부 “완전수”이므로,

그 결과인 물의 몰농도 역시 “완전수”이다.

---> 본 글에 나온 몰농도 값은 유효숫자를 따질 수 없다.

55.5556 M, 55.556 M, 55.56 M, 그 어떤 값으로 나타내도 된다.

 

만약, 학생이 직접 실험을 통해 물의 밀도를 측정했고,

그 값이 1.012 g/mL이었다면, 이때는,

유효숫자 4개로 물의 몰농도를 나타내야 할 것이다.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/10463 ] 물의 평형상수. 물의 평형. water equilibrium

 

 

 

[키워드] 물의 몰농도 기준, 증류수의 몰농도 기준, 증류수의 용해도 기준, 물의 몰농도 사전, 증류수의 몰농도 사전