용액 (Solution) Chemistry Chapter 10.

Terminology in solution 용액: 기체, 액체, 또는 고체가 균일하게 혼합된 형태로 존재하는 상태. 용질/용매: 용매: 액체 용액 중, 액체로 가장 함량이 높은 것 용질: 액체 용액 중, 용매 이외의 물질 포화용액 (saturated solution): 용매에 용질이 해당온도에서 최대로 녹은 상태 과포화용액 (supersaturated solution): 용매에 용질이 포화농도 이상 녹은 것

대체 용해란 뭐지? 용해란?: 용질-용질 및 용매-용매간 상호작용을 극복하여 균일한 물질로 전환되는 과정. 용해란?: 용질-용질 및 용매-용매간 상호작용을 극복하여 균일한 물질로 전환되는 과정. 용해도 (solubility): 주어진 일정 온도에서 용매에 용해될 수 있는 용질의 최대량. Rule of solubility: “Like likes like” Think about: Water-NaCl (love each other) Water-octane (no interests between others)

용액의 농도…… 농도(concentration) = 용매/용액 일정량에 녹은 용질의 상대적 량. Percent Molarity Molality Mole fraction Normality

백분율 (percent 농도) 질량백분율: (w/w %) = 100*용질질량 / 용액 질량 부피백분율 (v/v %) = 100*용질부피 / 용액 부피 무게 대 부피 백분율 (w/v %) = 100*용질질량 / 용액 부피

몰농도 (molarity) 몰농도 (M) = 용질의 몰수 / 용액의 부피(litre) 예제: 36 g의 glucose (MW 180)를 물 2 L에 녹였다. 농도는? glucose 의 몰수 = 36 g / 180 g/mole = 0.2 몰농도 = glucose 몰수 / 물의 부피 = 0.2/2 = 0.1 M

몰분율 (mole fraction) 특정 성분의 몰수를 용액을 구성하고 있는 모든 성분의 몰수의 합으로 나눈 값. 모든 성분의 몰분율의 합은 언제나 1. 용액 A는 a 몰의 성분1, b 몰의 성분 2, 및 c 몰의 용매로 구성. 이 때 성분 1의 몰 분율은? 성분1의 몰분율 = a / (a+b+c)

몰랄농도 (molality) 용매 1 kg 중의 용질의 몰수 몰랄농도 (m) = 용질의 몰수 / 용매의 질량 (kg)

노르말 농도 (Normality, N) 용액 1L에 들어 있는 용질의 그램 당량수 노르말농도(N) = 용질의 당량수/용액의 부피 (litre) 당량 수란? 원소의 당량 = 원자량/원자가 원자단의 당량 = 원자단구성원자의 원자량합 / 원자단의 원자가 산의 당량 = 산의 분자량 / 산의 염기도 염기의 당량 = 염기의 분자량 / 염기의 산도 염의 당량 = 염의 분자량 / 염 1몰의 생성에 소요되는 산/염기의 당량

용해도란? 일정 온도 압력하에서 일정량의 용매에 녹는(용해되는) 용질의 양 일반적 용해도: 흡열 용해 (KNO3): 온도증가 = 용해도 증가 발열 용해 (Na2SO4): 온도증가 = 용해도 감소 분별결정: 온도에 따른 용해도 차를 이용한 정제

증기압과 용액의 끓는점 액체가 부글부글  What It means? 비등 (끓음)은 용매/용질의 증기압이 대기압과 같아지는 점을 끓는점/비등점 증기압이란?: 액체분자가 분자의 운동으로 액체를 벗어나려는 성질.

Raoult’s law 비회합성이고 비휘발성인 용질을 녹인 용액의 증기압은 용매의 몰분율과 순수증기압의 곱과 같다. Psolution = xsolvent*Posolvent 비이상성: 용매-용질간 상호작용이 있을 때 흡열용해: 양의 편차 발열용해: 음의 편차

어는점 내림과 끓는점 오름 DTb = Kb*m / DTf = Kf*m - Kb = 용매의존 상수 - m = 용질의 몰랄농도 Kb and Kf = constant for specific solvent 예제 9.9) glucose 39.96g / 1L water (1 kg) 의 끓는점/어는점 DTb = Kb*m = 0.521*0.222 = 0.116 C  100+0.116 DTf = Kf*m = 1.858*0.222 = 0.412 C  0-0.412

분자량의 결정 용해도가 적당한 (MW < 1000) 물질의 분자량 결정 물/용매 X g에 용질이 Y g - X : Y = 1000 g (물/용매): n g(용질) - n = 1000*Y/X - 몰랄 농도 = 용질몰수 / 용매질량 - 용질 몰수 = n/M (M = 용질의 분자량) - 몰랄농도 m = Y/X * 1000/M DTf = Y/X * 1000/M * Kf

삼투압 반투막: 일반적으로 용매분자와 같이 크기가 매우 작은 분자는 자유로이 이동하나 용질분자는 이동을 허용하지 않는 막 삼투 (osmosis): 용매분자가 묽은 용액에서 용질의 농도가 진한 용액으로 이동하는 것 삼투압 (osmotic pressure): 삼투에 저항하여 그것을 중지시킬 수 있는 압력 p = nbRT / V = MBRT V= 용액의 부피 R = 0.082 L atm/mol K MB = 용액의 몰농도