몰농도 M (용질의 질량, %농도 수용액의 질량 혹은 부피로 만들기) / 표준용액

몰농도 M을 만들어보자.

 

실험실에서 몰농도를 만들어야 하는 경우가 많다. 만들어진 용액의 농도를 우리는 알고 있기 때문에 이것을 표준용액이라고 부른다.

 

표준용액의 사전적 의미는 다음과 같다.

표준용액(standard solution)이란?  이미 알고 있는 산 또는 염기의 수용액을 사용하여 농도를 모르는 염기 또는 산 수용액의 농도를 알아내는 실험적 방법을 중화 적정이라 한다. 이러한 산-염기 중화 적정 실험에서 농도를 이미 알고 있는 용액을 표준 용액이라고 한다. 농도를 모르는 염기 수용액의 농도를 알아내기 위해서는 표준 용액으로 산 수용액을 사용하고, 농도를 모르는 산 수용액의 농도를 알아내기 위해서는 표준 용액으로 염기 수용액을 사용한다.

더 간단하고 쉽게 말하자면 '어떤 농도로 어떤 용액을 만드는 것' 이렇게 생각하면 된다.

 

우리의 일상에서는 %농도를 거의 사용하지만 화학에서는 몰농도를 사용한다.

 

몰농도 만드는 방법 3가지를 알아보자.

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[제시 조건] 농도 0.1M의 NaOH(aq) 용액을 만들어 보시오. (NaOH 화학식량=40)

 

위의 조건에서 우리가 알 수 있는 정보를 나열해보자.

 

 

1000mL 용액 속에 용질 NaOH 0.1몰이 녹아 있다는 것을 알 수 있다.

 

0.1몰은 용질 NaOH 질량이 4g이라는 것을 알 수 있다. ( 질량 = 몰수 × 분자량 = 0.1 × 40 = 4g )

 

 

1> 용질 NaOH 질량을 이용해서 몰농도 만들기

 

메스플라스크는 실험실에서 몰농도를 만드는 기구이다. 눈금선까지 정확하게 물을 채우면 정해진 기구의 부피가 된다.

 

주의할 점은 물을 먼저 눈금까지 채운 후에 용질을 넣으면 부피가 변하기 때문에 정확한 농도의 용액을 만들 수 없다.

 

먼저 물을 반 정도 채우고 NaOH 4g을 넣은 후 녹인다. 그런 다음 다시 눈금까지 물을 채운다. 이렇게 하면 정확하게 0.1M 농도가 된다.

 

 

2> 용질 NaOH %농도 수용액의 질량으로 몰농도 만들기

 

50% NaOH(aq) 수용액을 이용해서 만들어 보자.

 

 

이 식에서 용질의 질량이 4g일 때 용액의 질량을 구해본다.

 

 

여기에서 50% NaOH(aq) 수용액에서 용질이 4g일 때 용액의 질량이 8g이라는 것을 알 수 있다.

 

 

이렇게 하면 농도 0.1M NaOH 용액이 된다.

 

그런데... 용액이나 액체의 경우 부피를 이용하는 것이 편리하다.

 

질량을 이용하면 무게를 측정해야 하는 번거로움이 있기 때문이다.

 

 

3> %농도 수용액의 부피를 이용해서 몰농도 만들기

 

우리는 밀도를 알면 질량을 부피로 만들 수 있다. ( NaOH 밀도=1.2g/mL )

 

용액 8g의 부피는 약 6.67mL가 된다. ( 8/1.2 )

 

부피를 측정하는 기구로 메스플라스크에 먼저 넣은 후 물을 선까지 채운다.