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1. 몰농도와 노르말농도의 차이
1.1. 몰농도의 정의와 특징
몰농도(molarity)는 용액 1리터 속에 녹아 있는 용질의 양을 몰로 나타낸 것이다. 용액의 온도에 따라 부피가 변화할 수 있기 때문에, 몰랄농도와 같이 온도와 무관한 척도를 사용하는 것이 더 정확한 결과를 얻을 수 있다. 몰농도의 SI단위는 mol/m³이지만, 일반적으로 mol/L(=mol/dm³)을 더 많이 사용한다. 온도와 압력에 따라 용액의 부피가 변하기 때문에 몰농도는 관심의 대상이 되고 있다. 농도를 정확히 측정하고 제어하는 것이 중요한데, 이를 위해 온도, 압력 등의 요인을 고려해야 한다. 또한 몰농도는 용액의 다양한 성질을 결정하는 주요 요인 중 하나이므로, 정확한 농도 측정과 제어 능력이 요구된다.
1.2. 노르말농도의 정의와 특징
노르말농도(normality)는 용액 1리터당 포함된 당량수를 나타내는 농도 단위이다. 노르말농도는 몰농도와 유사하지만, 몰농도와의 차이점은 당량수를 기준으로 한다는 것이다.
당량수는 화학 반응에서 1몰의 물질이 반응에 참여할 때 이동하는 수소 이온(H+)이나 수산화 이온(OH-)의 수를 의미한다. 예를 들어 HCl의 경우 1당량, NaOH의 경우 1당량이 된다. 따라서 노르말농도는 용액 1리터당 포함된 당량수로 표현되며, 이를 식으로 나타내면 N = n*M (n은 당량수, M은 몰농도)와 같다.
산-염기 적정 반응이나 산화-환원 반응 등 화학 반응에서 주로 사용되는 농도 단위가 노르말농도이다. 이는 화학 반응의 양론적 관계를 나타내는데 유용하기 때문이다. 또한 노르말농도는 몰농도와 달리 온도의 영향을 상대적으로 덜 받는 특징이 있다.
노르말농도는 용질의 당량수가 1인 경우 몰농도와 동일하지만, 당량수가 다른 경우에는 차이가 발생한다. 따라서 노르말농도는 화학 반응에서 물질의 양적 관계를 보다 직관적으로 파악할 수 있게 해준다. 정확한 농도 분석을 위해서는 노르말농도 개념의 이해가 필수적이다.
1.3. 몰농도와 노르말농도의 차이점
몰농도와 노르말농도의 차이점이다.
몰농도는 용액 1리터 속에 녹아 있는 용질의 양을 몰로 나타낸 것이다. 실제 용액은 온도에 따라 부피가 변화할 수 있기 때문에 온도보정인자를 도입하거나, 몰랄농도처럼 온도와 무관한 척도를 사용하는 것이 더 정확한 결과를 얻을 수 있다.
반면 노르말농도는 용액 1리터당의 당량수를 말한다. 1N(노르말농도)는 용액 1리터에 1당량의 용질이 있다는 것을 의미한다. 노르말농도는 N(eq/L) = 당량(eq)/volume(L) = M(mol/L) X n(eq/mol)의 관계식으로 계산할 수 있다. 산-염기 중화 반응, 산화-환원 반응 등에 관계되는 계산에서 주로 사용한다.
즉, 몰농도는 용질의 몰수에 기반하지만, 노르말농도는 용질의 당량수에 기반한다는 점에서 차이가 있다. 몰농도는 용질의 분자량만으로 계산할 수 있지만, 노르말농도는 용질의 분자량과 당량수를 모두 고려해야 한다. 이로 인해 노르말농도는 반응 화학양론 계산에 적합하며, 특히 산-염기 반응이나 산화-환원 반응 분야에서 주로 사용된다.
1.4. 농도 단위 ppm, ppb, ppt, pph
ppm, ppb, ppt, pph는 모두 백분율 농도 단위를 나타내는 것이다. ppm은 백만분의 일, ppb는 십억분의 일, ppt는 조분의 일, pph는 백분의 일을 의미한다. 이러한 단위는 극미량 농도를 나타낼 때 주로 사용된다. 예를 들어 공기 중 이산화탄소 농도는 약 400ppm 수준이며, 미량의 금속 오염물질 농도는 ppb 수준일 수 있다. 이와 같이 ppm, ppb, ppt, pph는 매우 작은 양의 농도를 표현하는데 유용하게 활용되는 단위이다. 이러한 단위들은 분석화학이나 환경화학 등의 분야에서 자주 사용되며, 극미량 분석에서 중요한 역할을 한다.
2. 농도 희석의 개념과 계산
2.1. 농도 희석의 정의와 이해
농도 희석이란 진한 농도의 용액을 희석하여 낮은 농도의 용액을 만드는 것이다. 이를 위해서는 진한 농도의 용액...
