과학/화학

[화학] 물질의 몰, 질량 및 분자 수 계산하기

JLT 2020. 9. 27. 22:19
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화학실험을 하면 많이 쓰는 단위 중의 하나는 몰수이다. 왜냐면 몰수만 알면 물질의 질량이나 수를 계산할 수 있기 때문에 나름 편리하다. 역으로 질량이나 수를 안다면 몰수를 계산할 수 있다. 계산하는 방법에 대하여 알아보자.

 

몰수로 질량 계산하기

몰(mol)의 단위를 질량의 단위(g)로 바꾸기 위해서는 몰 질량이라는 환산 인자로 사용하면 된다. 몰 질량이랑 1몰당 질량이 얼마나 있는지를 말하며 단위는 (g/mol)이다. 식을 써보자면

예를 들어 질소(N₂)는 몰 질량이 28g/mol이다. 3mol의 질소의 질량을 구하면 3 x 28 = 84g이 된다.

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질량으로 몰수 계산하기

역으로 질량을 알 경우 몰수를 구할 수도 있다. 질량에다가 몰질량을 나누면 된다.

140g의 질소의 질량을 구하기 위해 몰질량을 나눠보자. 140/28 = 5mol이 된다.

 

원자 혹은 분자의 개수 계산하기

아보가드로의 법칙에 의하면 1mol당 분자 혹은 원자의 개체수는 6.022 x 10²³개다. 이것을 아보가드로 수라고 한다 여하튼 간에 엄청 많다. 이것인 우리가 몰수를 개체수를 알아보고자 할 때 쓸 수 있는 환산 인자다. 몰수를 알면 개체수를 알 수 있고, 몰수는 앞서 말했듯이 물질의 질량을 알면 구할 수 있다. 

정리하면 물질의 몰수, 혹은 질량을 안다면 개체수를 구할 수 있다는 것이다. 구하는 것은 간단하다.

최종적으로 앞서 언급하였던 예로 개체수를 구해보자

140g의 질소의 개체수를 구해보자.

140/28 = 5mol ← 몰질량(28g/mol)을 통한 몰수 계산

5mol x [6.022 x 10²³/mol] = 30.022 x 10²³개 ← 아보가드로수를 통한 개체수 계산

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