황산 용액의 밀도. 계산값과 실제값의 차이 설명 ★

황산 용액의 밀도. 계산값과 실제값의 차이 설명

 

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▶ 용액의 밀도는 산술적으로 계산해서 구할 수 없다.

▶ 모든 용액의 밀도는 실험을 통해 결정해야 된다.

( 관련 글 https://ywpop.tistory.com/9504 )

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▶ 황산 용액의 밀도 도표 자료 https://ywpop.tistory.com/4139

 

 

 

▶ 순수한 물의 밀도 = 1 g/mL

▶ 순수한 황산의 밀도 = 1.8305 g/mL

 

 

 

▶ 80% 황산 용액의 밀도 계산: 물 20 g + 황산 80 g

1) 전체 부피 = (20 g / (1 g/mL)) + (80 g / (1.8305 g/mL))

= (20 / 1) + (80 / 1.8305) = 63.7039 mL

 

2) 혼합물의 밀도 = 혼합물의 전체 질량 / 혼합물의 전체 부피

= 100 g / 63.7039 mL = 1.5698 g/mL

---> 실제값(실험측정값) = 1.7270 g/mL

 

Δ = 1.7270 – 1.5698 = 0.1572

 

 

 

▶ 50% 황산 용액의 밀도 계산: 물 50 g + 황산 50 g

1) 전체 부피 = (50 / 1) + (50 / 1.8305) = 77.3149 mL

 

2) 혼합물의 밀도 = 100 g / 77.3149 mL = 1.2934 g/mL

---> 실제값(실험측정값) = 1.3951 g/mL

 

Δ = 1.3951 – 1.2934 = 0.1017

 

 

 

▶ 20% 황산 용액의 밀도 계산: 물 80 g + 황산 20 g

1) 전체 부피 = (80 / 1) + (20 / 1.8305) = 90.9260 mL

 

2) 혼합물의 밀도 = 100 g / 90.9260 mL = 1.0998 g/mL

---> 실제값(실험측정값) = 1.1394 g/mL

 

Δ = 1.1394 – 1.0998 = 0.0396

 

 

 

▶ 계산된 황산 용액의 밀도 값은 실제 밀도 값보다 작다.

이 이유는 물-물 분자간, 황산-황산 분자간 상호작용보다,

물-황산 분자간 상호작용의 힘이 더 크기 때문이다.

이 때문에 물과 황산은 각각 따로 있을 때보다,

용액이 되었을 때 서로 더 가까운 거리에 있게 된다.

---> 실제 용액의 부피 감소 ---> 실제 용액의 밀도 증가

 

 

▶ 또한

황산의 농도가 증가할수록, 실제값과 계산값의 차이(Δ) 역시 증가하는데,

이것은 물 분자보다 황산 분자의 덩치(size)가 더 크기 때문이다.

즉, 물 분자는 크기가 작기 때문에, 큰 황산 분자들 사이의 빈 공간을 채울 수 있다.

황산이 많고, 물이 적을수록 이런 효과는 더 많이 작용하므로,

황산의 농도가 증가할수록, 실제값과 계산값의 차이(Δ)가 증가하는 것이다.

 

 

 

 

[키워드] 이론적으로 밀도 계산 기준문서, 용액의 밀도 기준문서, 용액의 밀도 계산 기준문서, 용액의 밀도 결정 기준문서, 용액의 밀도 실험 기준문서, 용액의 밀도는 실험으로 기준문서