[기술계에서 사용하는 공식과 묽힘법칙] 0.75 N 황산 용액 100 mL 만드는데 들어가는 95% 황산의 양

[기술계에서 사용하는 공식과 묽힘법칙] 0.75 N 황산 용액 100 mL 만드는데 들어가는 95% 황산의 양

 

 

황산 대신 염산일 경우, 계산식이

[분자량 × M × 100/순도 × 1/밀도 × L]로 알고 있습니다.

그래서 0.75 N 염산 만들 때는

36.46 × 0.75 × 100/35 × 1/1.18 × 0.1 = 6.621 mL

35% 염산이 6.6 mL 들어갑니다.

 

황산도 똑같이 위 계산식에 대입해서 풀려니까, 황산은 단위가 달라진다고 합니다.

그럼 황산일 때는 어떻게 계산해서 답이 나오나요?

 

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물질에 따라 몰농도(M)와 노르말농도(N)가 다르기 때문입니다.

[분자량 × 몰농도 × 100/순도 × 1/밀도 × L] 이 식은

몰농도(M)를 구하는 계산식입니다.

 

염산은 이온화되면, 수소 양이온(H+)을 1개 내놓기 때문에,

HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq)

몰농도와 노르말농도가 같습니다.

따라서 염산은 몰농도이든 노르말농도이든 위 계산식을 그대로 사용할 수 있습니다.

 

그러나 황산은 이온화되면, 수소 양이온(H+)을 2개 내놓기 때문에,

H2SO4(aq) → 2H+(aq) + SO4^2-(aq)

몰농도와 노르말농도가 다릅니다.

그러나 다행히도 산-염기의 노르말 농도는 간단히 구할 수 있습니다.

황산의 노르말농도는 몰농도의 2배입니다.

( 산-염기의 노르말농도 설명 http://ywpop.tistory.com/3093 )

 

따라서 구하고자하는 노르말농도를 2로 나누어서 위 계산식에 대입하면 됩니다.

즉 0.75 N 황산 = 0.375 M 황산이므로, 0.75 대신 0.375를 대입하면,

 

98.08 × 0.375 × 100/95 × 1/1.84 × 0.1 = 2.104 mL

 

95% 황산 2.104 mL를 100 mL 용량플라스크에 넣고 표시선까지 증류수를 채우면,

0.75 N 황산 용액 100 mL가 됩니다.

 

1) 100 mL 용량 플라스크에 증류수를 대략 60~70 mL 정도 미리 가해 놓습니다.

2) 피펫으로 95% 황산 시약 2.104 mL를 분취하여 용량 플라스크에 한 방울씩 아주 천천히 가합니다.

3) 증류수로 용량 플라스크의 표시선까지 채우면, 0.75 N 황산 수용액 100 mL가 됩니다.

 

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[분자량 × 몰농도 × 100/순도 × 1/밀도 × L]

 

예를 들어, 순도 35% 염산(밀도 1.18, 분자량 36.46)을 사용해서

0.75 M 염산 용액 100 mL 만드는데 필요한 염산의 양을 구하면,

 

36.46 × 0.75 × 100/35 × 1/1.18 × 0.1 = 6.621 mL

 

묽힘법칙으로 구하면,

35% 염산의 몰농도 = 11.33 M

MV = M’V’

11.33 M × ? = 0.75 M × 100 mL

? = 6.6196 mL

 

그렇다면 순도 95% 황산(밀도 1.84, 분자량 98.08)을 사용해서

0.75 M 황산 용액 100 mL 만드는데 필요한 황산의 양을 구하면

 

98.08 × 0.75 × 100/95 × 1/1.84 × 0.1 = 4.208 mL

 

묽힘법칙으로 구하면,

95% 황산의 몰농도 = 17.82 M

MV = M’V’

17.82 M × ? = 0.75 M × 100 mL

? = 4.209 mL