위험물산업기사 용액 개념 정리
중요도 ★★★☆☆ · 12% (추정)
개요
이 단원에서는 용액과 콜로이드, 물질이 녹는 양(용해도), 그리고 여러 가지 농도 표시법을 배웁니다. 농도 계산과 용해도 차이로 석출량을 구하는 문제, 어는점 내림 계산이 나옵니다.
퍼센트 농도는 용질의 질량을 용액 전체 질량으로 나눈 값이고, 몰농도는 용액 1L 에 녹은 용질의 몰수, 노르말농도는 몰농도에 산·염기의 가수를 곱한 값입니다. 몰랄농도는 용매 1kg 당 용질의 몰수로, 어는점 내림을 계산할 때 씁니다.
고체는 보통 온도가 높을수록 많이 녹지만 기체는 온도가 낮고 압력이 높을수록 많이 녹습니다. 포화용액을 식히면 두 온도의 용해도 차이만큼 결정이 나옵니다. 콜로이드 용액에 빛을 비추면 빛의 길이 보이는 틴들 현상이 나타납니다.
핵심 개념
퍼센트 농도
용질 질량 ÷ (용질 + 용매) × 100. 소금 20g + 물 80g 은 20% 입니다.
외우는 요령분모는 용액 전체.
몰농도
용질 몰수 ÷ 용액 부피(L). NaOH 4g(0.1몰)을 녹여 500mL 로 만들면 0.2mol/L 입니다.
외우는 요령mL 는 L 로 바꿔 나눈다.
노르말농도
몰농도 × 가수. 황산은 2가 산이라 0.5mol/L 이면 1N 입니다.
외우는 요령H⁺ 개수만큼 곱한다.
어는점 내림
ΔTf = Kf × 몰랄농도. 물의 Kf 는 1.86℃·kg/mol 이며, 포도당 0.5몰을 물 1kg 에 녹이면 0.93℃ 내려갑니다.
외우는 요령몰랄농도는 용매 1kg 기준.
용해도
물 100g 에 최대로 녹는 용질의 g 수입니다. 기체는 온도가 낮을수록 잘 녹고, 압력이 높을수록 잘 녹습니다(압력과의 관계가 헨리의 법칙).
외우는 요령탄산음료는 차갑고 뚜껑을 닫아야 김이 안 빠진다.
콜로이드
보통 용액보다 큰 입자가 퍼져 있는 상태입니다. 틴들 현상(빛의 길), 브라운 운동, 투석, 엉김이 대표 성질입니다.
외우는 요령빛의 길 = 틴들.
자주 나오는 포인트
- 석출량 = 높은 온도의 용해도 − 낮은 온도의 용해도 (물 100g 기준)입니다.
- 몰농도와 몰랄농도의 분모(용액 L, 용매 kg)를 헷갈리지 마세요.
- 기체 용해도의 조건(낮은 온도·높은 압력)을 묻는 문제가 자주 나옵니다.
대표 문제 3개
검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.
문제 1. 수산화나트륨(NaOH, 분자량 40) 4g을 물에 녹여 전체 부피를 500mL로 만든 용액의 몰농도는?
- ① 0.4mol/L
- ② 0.05mol/L
- ③ 0.1mol/L
- ④ 0.2mol/L
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ④ 0.2mol/L
핵심: 몰농도(M) = 용질의 몰수 ÷ 용액의 부피(L)
몰농도는 용액 1L 에 녹아 있는 용질의 몰수입니다.
- 몰수 = 4 ÷ 40 = 0.1몰
- 부피 = 500mL = 0.5L
- 몰농도 = 0.1 ÷ 0.5 = 0.2mol/L
- 검산: 0.2mol/L × 0.5L = 0.1몰 로 맞습니다.
틀린 선지
- 0.1mol/L: 몰수(0.1몰)만 구하고 부피 0.5L 로 나누지 않은 값입니다.
- 0.05mol/L: 몰수에 부피를 곱한 값입니다. 부피로 나누어야 합니다.
- 0.4mol/L: 몰수를 0.2몰로 잘못 계산한 값입니다.
문제 2. 소금 20g을 물 80g에 녹인 소금물의 퍼센트 농도(질량 %)는?
- ① 80%
- ② 20%
- ③ 25%
- ④ 16%
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ② 20%
핵심: 퍼센트 농도 = 용질 ÷ (용질 + 용매) × 100
퍼센트 농도는 녹인 물질(용질)의 질량을 용액 전체 질량으로 나눈 뒤 100을 곱합니다.
- 용액 전체 = 20 + 80 = 100g
- 농도 = 20 ÷ 100 × 100 = 20%
- 검산: 100g 의 20% 는 20g 으로 소금 양과 같습니다.
틀린 선지
- 25%: 소금 질량을 물 질량(80g)으로만 나눈 값입니다. 용액 전체(100g)로 나누어야 합니다.
- 16%: 계산 과정에서 질량을 잘못 더한 값입니다.
- 80%: 물이 차지하는 비율입니다.
문제 3. 이산화탄소 같은 기체가 물에 더 많이 녹게 하려면 어떻게 해야 하는가?
- ① 온도를 높이고 압력을 낮춘다
- ② 온도를 낮추고 압력을 높인다
- ③ 온도를 낮추고 압력을 낮춘다
- ④ 온도를 높이고 압력을 높인다
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기
정답: ② 온도를 낮추고 압력을 높인다
핵심: 기체 용해도: 낮은 온도·높은 압력에서 커진다 (헨리의 법칙)
기체는 온도가 낮을수록, 기체의 압력이 높을수록 물에 많이 녹습니다. 일정한 온도에서 녹는 기체의 양이 압력에 비례한다는 것을 헨리의 법칙이라고 합니다.
틀린 선지
- 온도를 높이고 압력을 높인다: 기체는 온도가 높을수록 덜 녹습니다(탄산음료를 데우면 거품이 빠짐).
- 온도를 낮추고 압력을 낮춘다: 압력을 낮추면 기체가 빠져나갑니다(병뚜껑을 열면 거품이 남).
- 온도를 높이고 압력을 낮춘다: 두 조건 모두 기체를 덜 녹게 합니다.
AI 작성 · 검수 완료 · AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.