몰농도 계산기

몰농도 c (mol/L) = 용질의 몰수 ÷ 용액의 부피(L) · 몰수 = 질량(g) ÷ 몰질량(g/mol)

c

몰농도입니다. 용액 1리터 안에 들어 있는 용질의 몰수이고, 단위는 mol/L이며 줄여서 M으로 씁니다. 1 M은 1 mol/L와 같은 말입니다

m

용질의 질량(g)입니다. 저울로 달아 넣은 양이고, 부피가 아니라 질량이라는 점이 아래 부피와 헷갈리지 않게 구분해야 하는 지점입니다

M

용질의 몰질량(g/mol)입니다. 화학식을 넣는 칸이 이 페이지에는 없으므로 직접 채우며, 분자량 계산기에서 구할 수 있습니다

V

용액의 부피(L)입니다. 용매의 부피가 아니라 용질을 녹여 최종 부피를 맞춘 값이고, 그래서 부피 플라스크를 쓰는 것입니다

실험대에서 용액을 만들 때와, 그 용액의 농도를 나중에 되짚을 때 씁니다. 조제 쪽에서는 목표 농도와 부피가 먼저 정해지고 저울에 올릴 질량이 남은 미지수입니다. 이 페이지는 그 공식을 대신 풀어 주지만, 어느 칸이 미지수인지는 사용자가 정합니다. 비우는 칸이 곧 답이 되는 칸입니다. 아래 표는 여섯 시약에 대해 그 계산을 미리 해 둔 것이므로, 시약병에서 몰질량을 찾는 수고를 덜어 줍니다.

1. 1 M 염화나트륨 용액, 기본값 그대로

   1. 용질의 몰수 구하기: 5.844 g ÷ 58.44 g/mol = 0.1 mol
   2. 부피로 나누기: 0.1 mol ÷ 0.1 L = 1 mol/L
   3. 세 칸을 넣었으므로 네 번째인 농도가 풀렸습니다
   4. 네 값을 모두 채워도 서로 어긋나지 않습니다

   이 페이지를 열었을 때 보이는 상태이고, 100 mL 부피 플라스크에 소금 5.844 g을 넣는 조제법과 같은 수입니다. 염화나트륨의 몰질량 58.44는 나트륨 22.99와 염소 35.45의 합이라 딱 떨어지는데, 이렇게 딱 떨어지는 시약은 드뭅니다. 대개는 4자리에서 끝나고 답도 그만큼만 정확합니다.

2. 거꾸로, 목표 농도에서 필요한 질량 구하기

   1. 필요한 몰수 구하기: 0.5 mol/L × 0.25 L = 0.125 mol
   2. 질량으로 바꾸기: 0.125 mol × 58.44 g/mol = 7.305 g
   3. 용질 질량 칸을 비워 두었으므로 그 칸이 풀렸습니다
   4. 같은 세 값을 다르게 배열하면 같은 식입니다

   조제할 때 실제로 밟는 순서가 이쪽입니다. 만들려는 농도와 최종 부피가 먼저 정해지므로 부피 플라스크가 기준이고, 저울은 그다음입니다. 250 mL 플라스크에 7.305 g을 넣고 표선까지 채우면 되는데, 표선을 넘겨 버리면 농도가 그만큼 낮아지므로 다시 만들어야 합니다.

부피는 용매의 부피가 아니라 용질을 녹인 뒤 맞춘 용액의 부피입니다. 물 100 mL에 소금 5.844 g을 넣으면 1 M이 되지 않습니다. 소금이 자리를 차지해 최종 부피가 100 mL보다 커지기 때문입니다. 부피 플라스크를 쓰는 이유가 이것이고, 비커에 눈금을 보고 맞추면 오차가 그대로 농도에 들어갑니다. 다음으로, 몰농도는 온도에 따라 변합니다. 부피가 열팽창하기 때문입니다. 온도에 흔들리지 않는 농도가 필요하면 용매의 질량으로 세는 몰랄농도를 써야 하고, 그 환산에는 용액의 밀도가 필요합니다. 마지막으로 이 페이지는 수용액을 가정하지 않습니다. 어떤 용매든 부피만 맞으면 같은 식이 성립하지만, 몰질량은 순수한 물질의 값이므로 시약이 수화물이면 물까지 더해야 합니다.

몰농도는 어떻게 계산하나요?

용질의 몰수를 용액의 부피로 나눕니다. 몰수는 다시 질량을 몰질량으로 나눈 값이므로, 결국 c = m ÷ (M × V) 하나입니다. 소금 5.844 g(mol질량 58.44 g/mol)을 녹여 100 mL로 맞추면 0.1 mol ÷ 0.1 L = 1 M입니다. 이 페이지는 네 값 중 셋을 받아 나머지를 풀며, 계산 자체보다 어느 칸을 비우느냐가 사용자의 몫입니다.

몰농도와 몰랄농도는 무엇이 다른가요?

나누는 대상이 다릅니다. 몰농도는 용액의 부피로, 몰랄농도는 용매의 질량으로 나눕니다. 그래서 몰농도는 온도가 오르면 부피가 늘어 값이 조금 낮아지고, 몰랄농도는 질량을 세므로 온도에 흔들리지 않습니다. 끓는점 오름이나 어는점 내림처럼 온도를 크게 바꾸는 계산에는 몰랄농도를 씁니다. 두 값을 서로 바꾸려면 용액의 밀도를 알아야 하는데, 그것은 이 페이지의 입력에 없습니다.

네 칸을 다 채우면 어떻게 되나요?

네 번째 값이 나머지 셋과 맞는지 검산합니다. 서로 다른 곳에서 온 네 수이므로 마지막 자리에서 조금씩 다를 수 있고, 1%까지는 같은 값으로 봅니다. 그보다 크게 어긋나면 하나를 골라 답하지 않고 모순이라고 알립니다. 시약병에 적힌 몰질량과 화학식에서 더한 값이 다를 때가 대표적인 경우이고, 어느 쪽을 쓸지는 사용자가 정합니다.

용액의 부피는 어떻게 맞추나요?

용질을 먼저 넣고 용매를 조금 부은 뒤 녹이고, 마지막에 표선까지 채웁니다. 물을 먼저 재서 붓고 용질을 넣으면 최종 부피가 달라져 농도가 낮아집니다. 소금 5.844 g은 부피가 약 2.7 mL이므로 100 mL 눈금에 물을 채우면 1 M이 아니라 1.03 M쯤 됩니다. 3% 오차이고, 정량 분석에서는 허용되지 않는 크기입니다.

표의 두 조제량 열은 왜 다른가요?

만들려는 용액이 서로 다르기 때문입니다. 왼쪽은 500 mL짜리 1 M 용액이라 용질이 0.5 mol 필요하고, 오른쪽은 1 L짜리 0.1 M 용액이라 0.1 mol이면 됩니다. 필요한 몰수가 다르므로 질량도 다르고, 그 비율은 정확히 5대 1입니다. 염화나트륨으로는 29.22 g과 5.84 g이고, 두 수는 같은 물질을 같은 저울로 단 양이지만 전혀 다른 용액이 됩니다.

• SI Units — 물질량(amount of substance)과 그 단위 몰 — National Institute of Standards and Technology (NIST)
• Standard Atomic Weights — 유효숫자 네 자리로 줄인 값 — Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW), IUPAC