용액의 농도와 계산

1. 농도의 종류

농도는 혼합물에 대하여 특정 물질이 얼마나 포함되어 있는지 알 수 있는 지표입니다. 농도를 나타내는 여러가지 지표가 있으나 몇가지만 소개해 보도록 하겠습니다. 질량백분율, 부피백분율, 질량부피백분율, 몰농도

 data-ad-unit    = "DAN-r1a3v69fp54k" 
 data-ad-width   = "320" 
 data-ad-height  = "100">

질량부피백분율: 질량부피백분율에서 용액의 부피는 용질을 녹인 후의 부피를 말합니다. 실험 전, 용질이 용액에 모두 녹았는지 확인하여야 합니다.

 

부피백분율: 부피백분율에서 용액의 부피와 용질의 부피는 섞이기 전의 부피를 말합니다. 일반적으로 동시에 진행하지만 특별한 경우에 섞이기 전과 후의 부피가 달라지는 경우가 있습니다.

 

용액의 밀도: 전체 용액의 밀도를 의미하며 용질의 농도마다 용액의 밀도가 달라집니다. 따라서 엄밀히 계산하자면 농도를 계산할 때 온도와 압력, 농도 등을 고려하여야 합니다.

2. 농도의 변환

질량백분율 (a%)을 몰농도로 바꾸기

위와 같은 방법을 참고하여 질량백분율, 부피백분율, 질량부피백분율, 몰농도는 서로 변환할 수 있습니다.

3. 실생활의 예

소맥제조법으로 실생활의 예를 들어보며 우리가 마시고 있는 알코올 (에탄올)의 양을 계산해보겠습니다.

 

소주: 17.5%, 355ml
소주잔: 50ml

맥주: 4.5%, 500ml
맥주잔: 200ml

 

일반적으로 시판되고 있는 소주와 맥주는 17.5% (355ml), 4.5% (500ml)이며 소주잔은 50ml, 맥주잔은 200ml 입니다.

 

"대한민국 주세법 제5조1항 알코올분의 도수는 섭씨 15도에서 전체용량 100분 중에서 포함되어 있는 알코올분의 용량으로 한다."

 

로 섭씨 15도에서 알코올 (에탄올)의 도수를 정의하고 있습니다. 앞서 서술하였듯이, 엄밀히 계산하자면, 온도와 농도에 따라 알코올 (에탄올)의 밀도가 달라지므로 오차가 발생할 수 있습니다.

 

섭씨 15도 일때 17% 에탄올의 밀도는 0.97433 g/ml, 5% 에탄올은 0.99032 g/ml 로 알려져 있습니다.

따라서 소주 1병은 약 62 g 의 에탄올이, 맥주 1병에는 약 22.5 g 의 에탄올이 들어있을 것으로 추정합니다.

소맥의 비율을 1:2로 할 경우,

약 8.83%의 소맥을 마시고 있는 것으로 생각해볼 수 있습니다.
(M은 몰농도이지만 양변 모두 몰농도가 있으므로 %로 변환할 수 있습니다.)