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주어진 용액 성분의 상대적인 양을 농도라고 합니다. 항상 그런 것은 아니지만 종종 용액에는 다른 모든 구성 요소보다 농도가 훨씬 높은 하나의 구성 요소가 포함되어 있습니다. 이 성분을 용매라고 하며, 다른 성분이 분산되거나 용해되는 매질이라고 볼 수 있습니다. 물론 물…
주어진 양의 용매에 다른 양의 용질을 첨가하여 다양한 농도의 용액을 만들 수 있습니다. 묽은 용액에서는 용매에 대한 용질의 비율이 작은 반면에 진한 용액에서는 그 비율이 큽니다. 용액의 농도는 용액 1리터당 용질의 몰 수인 몰 농도로 표현됩니다.
분모는 용액의 부피이지 용매의 부피가 아닙니다. 따라서 1몰 농도 용액 1리터를 만들기 위해서는 용질 1몰을 부피 플라스크에 넣고 용매를 1리터 눈금까지 채웁니다. 마찬가지로, 1 몰의 용질을 다른 플라스크에 첨가한 다음 0.5 리터 표식까지 용매를 채우면 2 몰 농도의 용액이 됩니다.
용액의 몰 농도는 용질의 몰과 용액의 부피 사이의 전환 인자로 사용할 수 있습니다. 과망간산칼륨 237그램을 물에 용해시켜 3몰 농도 용액을 만든다고 가정합니다. 용액의 총 부피를 계산하기 위해서는 먼저 용질의 질량을 몰로 환산합니다.
그런 다음, 몰 수를 몰 농도로 나누면 0.5리터의 부피를 얻습니다. 물을 더 넣으면 용액의 총 부피는 늘어나지만 용질의 몰 수는 그대로 유지됩니다. 이것은 용액의 농도가 낮아졌다는 것 즉 희석되었다는 것을 의미합니다.
진한 용액 또는 모액의 희석은 희석 과정의 전후에 용액의 부피와 몰 농도와 관련되는 희석 방정식을 사용하여 수행됩니다. M-1과 V-1은 초기 진한 용액의 몰 농도와 부피, M-2와 V-2는 최종 희석 용액의 몰 농도와 부피입니다. 예를 들어 희석방정식을 사용하여 의학적으로 일반 소독제로 사용되는 과망간산칼륨 용액을 제조할 수 있습니다.
과망간산칼륨 0.2몰농도 용액 1리터를 준비하려면 2몰농도의 모액이 어느 정도 필요합니까? M-1, M-2, V-2를 알고 V-1을 얻기 위한 희석 방정식을 풀면 0.1리터가 나옵니다. 따라서 새로운 부피 플라스크에 모액 0.1리터를 넣고, 용매를1 리터 눈금까지 넣으면 0.2몰농도의 용액이 됩니다.
용액이 희석된 후 농도는 변하였지만 과망간산칼륨의 몰 수는 그대로 유지됩니다.
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Q1: What is molarity and how is it calculated?
Molarity (M) is the number of moles of solute per liter of solution, expressed in mol/L. To calculate molarity, divide the moles of solute by the total volume of solution in liters. For example, dissolving 1 mole of solute in a volumetric flask and filling to the 1-liter mark creates a 1-molar solution. The key is using the total solution volume, not just the solvent volume, since solutes can affect the overall volume.
Q2: Why is the total solution volume used in the molarity equation instead of solvent volume?
The total solution volume is used because solutes can change the volume of a solution depending on their interactions with the solvent. Using solvent volume alone would give an inaccurate concentration. The molarity equation accounts for this by including the combined volume of both solute and solvent, ensuring precise concentration measurements for chemical reactions in aqueous solutions.
Q3: How do you prepare a solution of specific molarity using a volumetric flask?
To prepare a solution of specific molarity, add the calculated moles of solute to a volumetric flask, then add solvent until the liquid reaches the marked line for your desired volume. For instance, to make 1 liter of a 1-molar solution, add 1 mole of solute and fill to the 1-liter mark. This ensures the total solution volume equals your target volume and produces the correct concentration.
Q4: What happens to the number of moles of solute when a solution is diluted?
The number of moles of solute remains constant during dilution. When solvent is added to a concentrated solution, the total volume increases but the amount of solute stays the same, causing the concentration to decrease. This principle is expressed mathematically as M1V1 = M2V2, where the product of molarity and volume equals moles before and after dilution.
Q5: How do you use the dilution equation to prepare a dilute solution from a stock solution?
The dilution equation M1V1 = M2V2 relates the molarity and volume of a stock solution to the desired dilute solution. Identify the known values: M1 and V1 from the stock solution, M2 and V2 from your target solution. Solve for the unknown variable, typically V1, to determine how much stock solution to transfer to a new flask, then add solvent to reach the final volume.
Q6: What is the difference between a dilute and concentrated solution?
A dilute solution has a small proportion of solute relative to solvent, resulting in low concentration. A concentrated solution has a large proportion of solute relative to solvent, resulting in high concentration. Concentrated solutions, called stock solutions, are often stored in laboratories and diluted as needed to create solutions of lower concentrations for specific applications.
Q7: Can you convert between mass of solute and solution volume using molarity?
Yes, molarity serves as a conversion factor between moles of solute and solution volume. First convert mass to moles using molar mass, then use molarity to find volume by dividing moles by molarity. For example, 237 grams of potassium permanganate converted to moles, then divided by 3 M, yields 0.5 liters of solution. This allows precise preparation of solutions with known concentrations.