화학 고2 화학의 언어

몰농도

Q: M과 mol/L은 다른 건가요?

같습니다. 1,M은 1,mol/L을 짧게 쓴 것이고 '1 몰 농도' 또는 '1 몰라'라고 읽습니다.

용액 1 L 속 용질의 몰수로 나타내는 농도 표현법으로, 용액 제조와 희석 계산에 활용된다.

몰농도는 용액

1 L

속에 녹아 있는 용질의 몰수로, 단위는

mol/L

또는

M

입니다.

'설탕물이 진하다'는 말은 애매하지만, '용액

1 L

에 설탕이 몇 몰 들어 있나'는 누가 재도 같은 값이 나옵니다. 몰농도는 진하기를 숫자로 못 박아 둔 것입니다.

쉽게 말하면

화학 반응은 몰수끼리 맞물려 일어나므로(양적 관계(화학량론)), 용액을 다룰 때도 결국 알고 싶은 것은 '지금 비커에 용질이 몇 몰 들어 있는가'입니다. 그런데 액체는 개수를 셀 수 없고 부피만 잴 수 있습니다. 몰농도는 부피를 몰수로 즉시 바꿔 주는 환율입니다.

$M = \frac{용질의 몰수 ( mol )}{용액의 부피 ( L )} ⟹ n = M \times V$

분모가 '용매의 부피'가 아니라 용액의 부피라는 점이 핵심입니다. 물 $1 L$ 에 고체를 녹이면 전체 부피가 정확히 $1 L$ 이 되지 않습니다. 그래서 실험실에서는 부피 플라스크에 용질을 먼저 넣어 녹인 뒤, 눈금선까지 물을 채워 부피를 맞춥니다.

용액에 물을 더 부어 묽히면 부피만 커질 뿐 용질의 몰수는 그대로입니다. 그래서 희석 전후로 $n = M V$ 가 보존됩니다.

$M_{1} V_{1} = M_{2} V_{2}$

이 한 줄이 희석 계산의 전부입니다. 중화 적정에서 농도를 모르는 산의 농도를 알아낼 때도 결국 이 $n = M V$ 로 양쪽의 몰수를 맞춥니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

$0.5 M$ 수산화 나트륨 수용액 $200 mL$ 에 녹아 있는 $NaOH$ 의 질량

$n = 0.5 mol/L \times 0.2 L = 0.1 mol, w = 0.1 \times 40 = 4 g$

부피를 반드시 $L$ 로 바꾼 뒤 곱합니다. $NaOH$ 의 화학식량은 $40$ 이므로 몰 질량은 $40 g/mol$ 입니다.
예시 2

$2 M$ 용액 $50 mL$ 에 물을 부어 $500 mL$ 로 만들면

$M_{2} = \frac{M _{1} V _{1}}{V _{2}} = \frac{2 \times 50}{500} = 0.2 M$

부피가 10배가 되었으니 농도는 $\frac{1}{10}$ 이 됩니다. 이때 용질의 몰수는 처음부터 끝까지 $0.1 mol$ 로 변하지 않습니다.
예시 3

$0.1 M$ $NaCl$ 수용액 속 이온의 농도

$NaCl$ 은 물에서 $N a^{+}$ 와 $C l^{-}$ 로 완전히 나뉩니다. 그래서 $N a^{+}$ 도 $0.1 M$ , $C l^{-}$ 도 $0.1 M$ 이고, 이온의 총 농도는 $0.2 M$ 입니다. $CaC l_{2}$ 였다면 $C l^{-}$ 는 $0.2 M$ 이 됩니다 — 화학식을 보고 이온 개수를 세는 습관이 필요합니다.

순서대로 하면

$0.1\,\mathrm{M}$ 수용액 $500\,\mathrm{mL}$ 만들기

1필요한 몰수를 먼저 구합니다: $n = 0.1 mol/L \times 0.5 L = 0.05 mol$ .
2몰 질량을 곱해 저울로 잴 질량을 구합니다. $NaOH$ 라면 $0.05 \times 40 = 2 g$ .
3잰 용질을 $500 mL$ 부피 플라스크에 넣고, 물을 조금 부어 완전히 녹입니다.
4다 녹은 뒤에 눈금선까지 물을 더 채웁니다. 물 $500 mL$ 를 먼저 재서 붓는 것이 아닙니다.
5마개를 막고 뒤집어 섞어 농도를 고르게 합니다.

자주 하는 오해

'용매

1 L

에 녹인다'고 이해하기

이렇게 생각하기 쉬움

1 M

용액은 물

1 L

에 용질

1 mol

을 녹인 것이다

실제로는용질

1 mol

을 녹인 뒤, 용액 전체가

1 L

가 되도록 물을 맞춘 것입니다.

용질이 녹아 들어가면 그만큼 부피가 늘어나기 때문에, 물

1 L

+ 용질은

1 L

보다 큽니다. 그러면 실제 농도는

1 M

보다 조금 묽어집니다. 부피 플라스크의 눈금선이 목 부분의 가는 곳에 있는 것도, 마지막에 부피를 정확히 맞추기 위해서입니다. 참고로 용매의 질량을 기준으로 삼는 농도도 따로 있는데 그것이 몰랄 농도입니다.

물을 더 부으면 용질도 줄어든다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움묽히면 농도가 반이 되니까 용질의 몰수도 반이 된다

실제로는물을 부어도 용질 입자의 개수는 하나도 사라지지 않습니다. 몰수는 그대로이고 부피만 커져서 농도가 낮아지는 것입니다.

농도는 '몰수 ÷ 부피'라는 비율이지 양 그 자체가 아닙니다. 이 사실이 바로

M_{1} V_{1} = M_{2} V_{2}

가 성립하는 이유입니다 — 양변 모두 '변하지 않는 용질의 몰수'를 다르게 쓴 것뿐입니다. 이 점을 놓치면 희석 문제에서 왜 곱한 값이 같은지를 끝내 이해하지 못한 채 공식만 외우게 됩니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

몰(mol)과 아보가드로수고2

이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다

중화 적정고2

같은 단원의 개념 — 화학의 언어

몰(mol)과 아보가드로수고2 실험식과 분자식고2 양적 관계(화학량론)고2 원자량과 화학식량고2 한계 반응물과 수율고2 화학 반응식고2 ppm 농도고2

자주 묻는 질문

Q1온도가 바뀌면 몰농도도 바뀌나요?

네, 조금 바뀝니다. 온도가 오르면 용액이 팽창해 부피가 커지므로 같은 몰수라도 몰농도는 약간 작아집니다. 부피 대신 용매의 질량으로 나누는 몰랄 농도는 온도가 변해도 값이 유지되어, 온도가 크게 달라지는 실험에서는 그쪽을 씁니다.

M

과

mol/L

은 다른 건가요?

같습니다.

1 M

은

1 mol/L

을 짧게 쓴 것이고 '

1

몰 농도' 또는 '

1

몰라'라고 읽습니다.

Q3퍼센트 농도를 몰농도로 바꾸려면 무엇이 더 필요한가요?

용액의 밀도가 필요합니다. 퍼센트 농도는 질량 비율이라 부피 정보가 없기 때문입니다. 밀도로 용액의 질량을 부피로 바꾸고, 몰 질량으로 용질의 질량을 몰수로 바꾸면 몰농도가 나옵니다.

교육과정 2022 개정 · 고2 화학 · 화학의 언어 수록 기본 (교육과정 단원)

출처 교육부 고시 제2022-33호 (2022 개정 교육과정) · NCIC 국가교육과정정보센터

오류 신고하기

몰농도로 부피를 몰수로 바꿀 수 있게 됐다면, 그 몰수를 반응식의 계수비와 맞물리는 양적 관계(화학량론)로 이어 가면 산과 염기의 양을 맞추는 중화 적정까지 한 줄로 연결됩니다.

전체 연결 구조가 궁금하다면

초3~고3 과학 646개 개념의 연결을 한 화면에서 탐색할 수 있습니다.

몰농도 지도에서 확인하기 →