용액의 조성을 표현하는 방법의 하나이다
질량 퍼센트(masspercentage)의 의미를 알아보고,
그 계산법을 이해하고
다른 농도로 전환하는 방법을 알아보자.
질량 퍼센트(masspercentage)란?
용액 내에서 각 성분의 물질을 질량 퍼센트로 정의한다.
즉,
용액 안의 어떤 성분의 질량을 용액의 총 질량으로 나누어
여기에 100%를 곱한 값이다.
단위는 wt% 표시하고,
wt는 weight(무게)의 알파벳 w와 t에서 따온 표시 단위이다.
질량 퍼센트(massperce ntage)의 장단점
- 장점
- 물질을 데우거나 식힐 때 질량은 변하지 않기 때문에
- wt%의 값은 온도에 의존하지 않는다.
- ※ 몰 농도의 경우 온도에 따라 부피가 달라지므로 농도를 정확히 계산하기 어렵다.
- 2) 단점
- 액체용액을 만들 때 부피가 아닌 중량으로 양을 측정해야 한다.
- 즉 wt%를 몰 농도로 표현하기 위해서는 용액의 밀도를 알 필요가 있다.
[문제1] - 1) 20.0g의 소금(NaCl)을 100.0g의 물에 녹인 용액의 질량 퍼센트(wt%)는?
- [문제 해결]
유효 숫자의 개수를 고려하면
정답 : 16.7wt% [문제 2]
2) 4.55wt%의 NaCl 수용액이 있다.
NaCl이 1.50g을 함유하고 있는 용액의 질량은?
[문제 해결]
4.55wt%의 NaCl 수용액의 의미는
NaCl이 물에 녹아 있는 용액의 wt% 값이 4.55라는 것이다.
용액 100.0g이
NaCl 4.55g과 물 95.45g을 함유하고 있다는 뜻이다.
그럼 ‘NaCl이 1.50g을 포함한 용액의 질량’이라는 의미는?
이 용액에서 NaCl이 1.50g당(=1.50g 포함)
용액의 질량이 어느 정도인지 알고 싶다는 것이다.
즉,
4.55g:100.0g=1.50g:X(1.50g 들어 있는 용액의 질량)
정답 : 33.0g
용액 33.0g에는 NaCl 1.50g이 포함되어 있다.
[문제3]
3) 25.0wt%의 황산(H2SO4) 수용액이 있다.
밀도는 25도에서 1.1783g/ml이다.
(황산몰 질량: 98.1g) 이 용액의 몰 농도는 얼마인가?
[문제 해결]
예전에 몰 농도는 의미에 대해 알아봤다.
몰농도를 알려면 황산의 몰수(mol)와 용액의 리터 수를 알아야 한다.
25wt%황산수용액은
용액 100g이 황산 25.0g과 물 75.0g이 함유돼 있다는 뜻이다.
용액 100g = 황산 25.0g + 물 75.0g
몰농도 단위로 계산해야 하기 때문에
용액의 특정 부피에 녹아 있는 황산의 몰수를 알아야 한다.
즉,
용액 100g에 들어있는 황산 25.0g에 대한 몰수를 요구하면 된다.
1mol = 98.1g
좋아하는 mol학점을 남겨두기 위해서 g학점이
사라지도록 환산인자 개념을 적용한다.
그다음에
밀도를 환산인자로 사용하여 100.0g 용액의 부피를 계산한다.
1ml = 1.1783g
몰 농도에서는 용액의 부피는 단위가 L(리터)이기 때문에
환산인자를 적용하여
1L=1,000ml
황산용액의 몰 농도를 계산하면
정답은
25.0wt%의 황산수용액의 몰 농도는 3.00M이다.
문제를푸는방법을자세히제시한이유는요.
계산과정에서 환산인자의 적용 및 농도의 개념이
불명확하고 오류를 범하기 쉽기 때문이다.
위의 해법 과정을 참고하여 계산법에 익숙해지도록 하자.
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^^
Written by Chang-Ho, Yoon. / K-Lab Zone (K-LZ)
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