Lecture 2 – 농도계산 및 식품기사 시험 안내

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1 Lecture 2 – 농도계산 및 식품기사 시험 안내

2 주요 내용 1. 농도계산 - 백분율 농도 2. 농도계산 Practice 3. 식품기사 시험 overview
- 몰농도, 노르말 농도 - 농도의 전환 2. 농도계산 Practice 3. 식품기사 시험 overview

3 농도계산 Concentration = quantity of solute
quantity of solution (not solvent)  ☞ 용질 : 어떤 액체에 녹아드는 물질을 말한다.   설탕이 물에 녹는 경우라면 설탕이 용질이 된다.    ☞ 용매 : 어떤 물질을 녹히는 물질을 말한다.  소금이 물에 녹는 경우라면 물이 용매가 된다.  ☞ 용액 : 용질과 용매의 혼합액을 용액이라고 한다. 예를 들면 설탕물, 소금물이 용액이 된다

4 There are 3 basic ways to express concentration
1) percentages (백분율 농도) 2) very low concentrations 3) molar concentrations (몰농도)

5 백분율농도 (Percentage) 예시 1. 10% 소금 용액을 제조하려면 물과 소금이 각각 몇 g 필요한지 계산하시오.
퍼센트(%) 농도 : 용액 100mL 속에 녹아있는 용질의 질량(g 수)                                      = 용질의 질량 / 용액의 질량×100                                      = 용질의 질량 / (용매+용질)의 질량×100               용질의 질량(g) = 용액의 질량 × %농도 /100 예시 1. 10% 소금 용액을 제조하려면 물과 소금이 각각 몇 g 필요한지 계산하시오. 10% = 용액 100 ml속에 소금 10g이 녹아있음. 물 90g, 소금 10g

6 백분율농도 (Percentage) 예시 2. 10% 알코올 용액을 제조하시오
10% = 용액 100 ml속에 알코올10ml이 있음. 물 90ml, 알코올 10 ml 예시 3. 소금물 120g 속에 소금 40g이 녹아 있으면 이 용액의 % 농도는?

7 30 mL / 280 mL = 11% V/V (in reality may be off)
More practice What is the % W/W of copper in an alloy when 10 g of Cu is mixed with 250 g of Zn? What is approximate % V/V if 30 mL of pure ethanol is added to 250 mL of water? What is the % W/W if 8.0 g copper is added to enough zinc to produce 100 g of an alloy? 10 g / 260 g = 3.8 % W/W 30 mL / 280 mL = 11% V/V (in reality may be off) 8.0 g / 100 g = 8% W/W

8 PPM (매우낮은 농도) PPM 농도 [Parts per million]: 용액 1,000mL 속에 용질이 몇 g 녹아 있는지
5 ppm = 분모의 양이 분자의 양보다 1,000,000 배 더 작은 양을 나타낸다 E.g. 1 mg/kg or g/g

9 몰 농도 (M) 몰 농도(M) : 용액 1L 속에 녹아 있는 용질의 몰(mole) 수, mol/L
= 보유하고 있는 용질의 질량/용질의 분자량 1 몰 (mole)은 분자량에 g을 붙인 값 용질의 몰수 n = MV 예시1. 1M 수산화나트륨(NaOH, m.w=40) 용액을 제조하시오 물 1L에 수산화나트륨 40g을 녹이면 된다. 예시2. NaOH (m.w=40), 20 g의 몰 수는? 1 mole = 40 g X mole = 20 g 1:X = 40:20

10 More practice 예1) 0.1M 황산 용액 (H2SO4 : 98.08)을 200㎖ 만들려면 몇 g의 황산이 필요한가?
H2SO4 (MW : 98.08) : MW 98.08은 1.000㎖의 값 98.08*0.2(200㎖이므로)*0.1(몰) = g

11 More practice 예2) 0.2M NaOH (MW 40) 500㎖ 만들려면 몇 g?
예3) 0.3M HCl (MW 36.46) 200㎖ 만들려면 몇 g? 예4) 용액 1ℓ 중에 황산 (98.08)이 49.04g 들어있으면 이 용액의 몰 농도는? 예5) 0.2M Na2 CO3 (MW 106) 250㎖ 만들려면 몇 g? 예6) 2M Ca(OH)2 (MW 74.10) 100㎖ 만들려면 몇 g? 예7) 0.5M Ba(OH)2 (MW ) 500㎖ 만들려면 몇 g?

12 당량농도 (N, 노르말 농도) 노르말 농도(N) : 용액 1 L 속에 녹아있는 용질의 g 당량수 (어떤 양성원소와 결합할 수 있는 화합물의 중량, 즉 당량으로 나타낸 농도) 여기서 한 화합물의 당량은 그 화합물의 분자량을 양이온의 산화수로 나눈 값 g 당량수 = 분자량/OH- 또는 H+와 반응할 수 있는 물질의 양 화합물 1몰(mole) 1g당량 원자가 염산 (HCI) 36.5 1 황산 (H2SO4) 98 49 2 수산화나트륨 (NaOH) 40 수산화칼슘, Ca(OH)2 74 37 탄산나트륨 (Na2CO3) 106 53

13 몰 농도 (M)와 당량농도 (N) 몰농도 * 1분자중의 H+ 또는 OH- 수 = 노르말농도
(예제) 수산화나트륨(NaOH) 수용액 10L 중에 NaOH 8g이 녹아있다. 수산화나트륨의 M농도와 N농도를 구하시오.                      ☞ NaOH 분자량 = 40 1L에 녹아있는 NaOH양 구하기 M농도 → 10L : 8g = 1L : Xg          X = 0.8g    = 0.02M                        N농도 →  NaOH 의 원자가가 1 이므로 M농도와 같다.   (예제) 황산(H2SO4)용액 250mL 중에 순수한 황산이 9.8g이 녹아있다. 이 용액의  M 농도와 N농도를 구하시오.                  ☞   250 : 9.8 = 1000 : X          X = 9.8×4

14 희석 또는 농축 계산 몰 농도 M1인 용액 V1L와 농도가 M2인 용액 V2L을 섞었을 때 혼합용액의 M농도는 다음의 식으로 구할 수 있다.                                            M1V1 = M2V2 M1/M2: 혼합전/후의 몰농도 V1/V2:  혼합전/후의 용액부피  (예제) 25%의 수용액 100ml을 5%로 하기 위해서 더해야 하는 물의 양은?                     ☞   0.25×100 = 0.05×(v),      v =                            (예제) 0.5 N-NaOH 500 ml을 만들려면 2N-NaOH 몇 ml이 필요한가?                     ☞   0.5×500 = 2×(v),      v =  125ml                        

15 희석 또는 농축 계산 몰 농도 M1인 용액 V1L와 농도가 M2인 용액 V2L을 섞었을 때 혼합용액의 M농도는 다음의 식으로 구할 수 있다.                                            M1V1 + M2V2  =  M(V1 + V2)    (예제) 2M 설탕수용액 0.4L와 1M 같은 수용액 1.2L를 혼합한 수용액의 M농도는  얼마인가 ?                     ☞   2× ×1.2 = M×( ),      M = 1.25                          따라서 혼합용액의 몰 농도는 1.25M 이다.  (예제) 3N-HCl 과 6N-HCl을 혼합하여 5N-HCl 1000ml을 만들려면 각각 몇 ml씩 필요한가?

16 농도의 전환 몰 농도(M) 또는 노르말 농도(N)에서 퍼센트농도(%)로의 전환
                                 예제) 초산(CH3COOH, 분자량 = 60) 1N 용액은 몇 %용액에 해당하는가 ? ☞ 초산 1N = 60 g/L (초산의 원자가는 1이다.)                                    = 6 g/100mL (6 %)

17 농도의 전환 퍼센트농도(%)에서 몰 농도(M)로의 - 주어진 비중과 퍼센트 농도로 용질의 양 구하기 - mole 수 구하기
예제) 30% 황산용액 (분자량 = 98), 비중이 1.22 이다. 이 용액의 몰농도는?   ☞ 용질의 양 = 1.22 * 1000 = 1220g 1220g*0.3 = 366g 몰농도 = 366/98 = 3.73M

18 농도계산 Practice 1. 70% 알코올 용액을 제조하시오.
2. 0.5M HCl (MW 36.46) 200㎖ 만들려면 몇 g? 3.  황산(H2SO4 MW 98) 용액 100mL 중에 순수한 황산이 9.8g이 녹아있다. 이 용액의  M 농도와 N농도는?                   4. 0.5N HCl 에 몇 ㎖ 의 물을 가하면 0.2N HCl 300 ㎖을 얻을 수 있겠는가? 5. 36%의 염산으로 10%의 염산용액 200 ㎖ 을 만드는데 필요한 36% 염산의 양은?

19 식품기사 시험 overview 필기시험 실기시험 식품위생학 식품화학 식품가공학 수분 정량 식품미생물학 조회분 정량 식품제조공정
발효학 생화학 수분 정량 조회분 정량 조단백질 정량 조지방 정량 알칼리 표준용액 조제 및 표정 산가 측정 과산화물가 측정 식염 정량 (Mohr법) 당도 시험 내용량 시험 비중 시험 식품응용미생물 식별 사면, 고층 및 평판배지 일반세균 검사 대장균군 검사 (유당부이온법) 실기시험 식품위생 실험 식품분석 및 화학 실험 식품가공 실험 식품미생물 및 발효 실험