2018 MEET/DEET 자연과학2(일반화학) 기출문제 풀이 [14번]

 

 

2018 MEET/DEET 자연과학2(일반화학) 기출문제 풀이 [14번]

- 용액의 농도와 변환 -

 

2018 MDEET 자연과학2 14번

[정답] ① ㄱ

[필요개념] 용액의 농도(퍼센트 농도, 몰농도, 몰랄농도), 농도의 변환

[풀이] 

  용액 단위의 환산 문제다. 퍼센트 농도, 몰농도, 몰랄농도 사이의 변환을 자유롭게 할 수 있어야 쉽게 해결가능하다. 퍼센트 농도가 a [%]로 주어진 경우, 용액의 질량은 100 [g] 용질이 a [g]으로 가정한다.

  퍼센트 농도[%]를 몰농도[mol/L]로 변환하는 일은 다른 농도 변환에 비해 간단한 편이다. 용질(분자항)은 몰수로, 용액(분모항)은 부피로 변환하면 된다.

  - 용질의 질량 [g] → 용질의 몰수 [mol]  (용질의 화학식량 [g/mol]을 이용)
  - 용액의 질량 [g] → 용액의 부피 [L]  (용액의 밀도 [g/mL]를 이용)

  자주 활용되기 때문에 공식처럼 기억해두는 것이 여러모로 도움이 된다. 상세한 변환 과정은 이전글(161, 4-나)에 설명해두었다.

  주어진 <보기>를 살펴보면,

ㄱ. 36.5% HCl의 몰농도는 12 M임을 다음 식을 통해 구할 수 있다. (참)

몰농도[mol/L] = (10*퍼센트농도*밀도[g/mL] ) / 용질의 몰질량[g/mol]

Q) 밀도 d [g/mL], 퍼센트 농도 a % 인 용액의 몰농도[mol/L]는 얼마일까? (단, 용질 몰질량은 Mw [g/mol]이다.)
A) 몰농도 = (10*a*d ) / Mw

예시) 밀도 1.2 [g/mL], 36.5% HCl의 몰농도[mol/L]는 얼마일까? (단, HCl의 몰질량은 36.5 [g/mol]이다.)
풀이) 몰농도 = (10 * 36.5 * 1.2) / 36.5 = 12 [mol/L]

[참고] 용액의 농도: 원하는 농도의 용액 만들기 (4-나. 0.1 M HCl 용액 만들기)  stachemi.tistory.com/161

ㄴ. 초기 HCl의 농도가 12 M이다. 12 M HCl 용액을 묽혀 0.1 M HCl 100 mL를 만든다. 희석에 대해 묻고 있다. 희석 과정에는 물(용매)만 첨가되기 때문에 농도가 진한 용액(원액, 12 M)에 포함된 용질의 몰수와 묽혀진 용액(희석액, 0.1 M)의 용질의 몰수가 같다. 따라서 n = MV = M'V' 를 이용하면, V = 5/6 mL 임을 알 수 있다. (거짓)

HCl 의 몰수 = 12 M * V mL = 0.1 M * 100 mL = 10 [mmol]

ㄷ. 퍼센트 농도[g/g]를 몰랄농도[mol/kg]로 직접 변환하거나 ㄱ에서 구한 몰농도[mol/L]를 몰랄농도[mol/kg]로 변환해서도 구할 수 있다.

  어떤 방법으로 해도 비슷하지만, 주의해야 할 점은 몰랄농도의 분모항(질량[kg])이 용액이 아니라 용매 기준이라는 점이다. 본 풀이에서는 퍼센트 농도를 몰랄농도로 변환하는 방법을 사용하였다. 해당 용액의 몰랄농도는 15.75 [mol/kg]이다. (거짓)

- 용질의 몰수 [mol] = 36.5 [g] / 36.5 [g/mol] = 1 [mol]
- 용매의 질량 [kg] = 용액의 질량 - 용질의 질량 [kg] = (100 - 36.5) [g] * 0.001 [kg/g] = 0.0635 [kg]

- 용액의 몰랄농도 [mol/kg] = 1 [mol] / 0.0635 [kg] = 15.75 [mol/kg]

 

[굿노트풀이]

2018 MDEET 자연과학2 14번 풀이

 

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* 본문 설명 중 잘못된 부분을 말씀해주시면, 참고하여 수정, 업데이트하도록 하겠습니다. 위 문제의 출처는 mdeeteet.org 의치의학교육입문검사 사이트입니다.