문서:몰 농도

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분류

1. 소개

Molarity

화학에서 흔히 쓰이는 농도의 개념 중 하나이며, 용액단위 부피에 포함된 용질의 물질량을 나타낸다. 즉 용질의 물질량을 [math(n)], 용액의 부피를 [math(V)]라고 하면 몰농도 [math(c)]는
[math(c=dfrac nV)]
로 주어진다.
물질량이라는 개념이 탄생한 배경과 비슷하게, 화학 반응에서 중요한 것은 질량보다 반응 전후 물질의 입자수 또는 그 비율이므로 이를 파악하기 위해 탄생한 개념이다.

단위로는 정의에 따라 [math(rm mol/L = mol/dm^3)][1]이므로
[math(begin{aligned}rm L &=rm 10^3,mL = 10^3,cm^3 = (10,cm)^3 \ &=rm (10times10^{-2},m)^3 = (10^{-1},m)^3 \ &=rm (dm)^3 = dm^3end{aligned})]
이다. 즉 표기만 다를 뿐 사실상 같은 단위이며 [math(rm L)]가 SI 단위가 아니기 때문에 [math(rm dm^3)]을 쓰는 것이다.] 또는 이들과 등가 단위인 [math(rm M)]을 쓰며[2])와의 혼동을 피하기 위한 것이었기 때문이다.그리고 기어코 몰랄 농도가 등장하면서 문제를 일으켰다.], [math(rm M)]은 본 물리량의 이름을 따 '몰라(molar)'라고 읽는다. 즉 어떤 용액의 농도가 [math(rm1,mol/L = 1,M)]라는 것은 용액 [math(rm1,L = 1000,mL)]에 용질 [math(rm1,mol)]이 포함되어있다는 뜻이다. [math(rm M)]을 단위로 쓰는 경우 [math(rm mM = 10^{-3},M)], [math(rm textμM = 10^{-6},M)], [math(rm nM = 10^{-9},M)]도 접할 수 있다. 참고로 SI 기본 단위만으로 표현한 [math(rm mol/m^3)]가 [math(rm mM)]과 등가[3]]이다

7차 교육과정(또는 2009 개정 교육과정)에서는 고등학교 화학Ⅱ에서 처음 등장한다. 그러나 화학Ⅰ에서도 대학수학능력시험 한정 암묵적으로 '단위 부피당 이온 수/분자 수/몰 수'가 주어지기 때문에 사실상 선수 과정에서 등장하는 것과 다름없다. 2015 개정 교육과정에서는 기어이 몰 농도를 내려보낸다.

몰 농도에는 단점이 있는데, 정의에 용액의 '부피'를 쓴다는 것이다. 부피는 샤를 법칙, 보일 법칙에 따라 온도압력에 의해 변하는 물리량이기 때문에, 몰 농도 역시 아무것도 첨가하지 않고 온도나 압력만 다르게 해놔도 농도가 변한다. 이 단점을 해결하기 위해 등장한 개념이 몰랄 농도이다.

화학관련 실험을 진행할 때에 기본적인 고려사항 중 하나이다. 실제 실험을 진행할 때에는 용질의 화학식량을 곱해준 무게농도로 치환하여 정량하는데, 어차피 물질량은 질량을 통해 간접적으로 계산되는 물리량이기 때문이다.

영어로는 몰 농도(molarity)[4]와 몰랄 농도(molality)[5]설측음인가 아닌가밖에 차이가 없다 보니[6] 처음 원서를 접하는 사람은 두 개념의 구분에 주의를 요한다. 그리고 morality는 도덕이라는 전혀 다른 뜻을 지니므로 표기시 주의할 것.

2. 관련 문서


[1] [math(rm cm^3 = mL)[2] 국제단위계에서는 사람 이름에서 따온 단위만 대문자로 나타내는 것으로 규정하고 있으므로 본 단위는 사용을 권장하지 않는다. 그도 그럴 것이 대문자로 나타낸 이유가 단순히 미터([math(rm m)[3] [math(begin{aligned}rm M &=rm mol/dm^3 = mol/(10^{-1},m)^3 \ &=rm mol/(10^{-3},m^3) \ &=rm 10^3,mol/m^3end{aligned} \ rmtherefore mol/m^3 = 10^{-3},M = mM)[4] 발음 /moulǽrəti/ 몰ː러티[5] 발음 /moulǽliti/ 몰ː리티[6] 실제로는 영어의 R은 후치경음이라 설측음 유무의 차이만 있는 것은 아니다. 단지 한국의 영어 교육에서 제대로 다루지 않을 뿐.