몰 농도와 희석: 용질 몰수 보존과 최종 부피

개념과 작동 원리

몰 농도 c는 용액 부피 1 L에 들어 있는 용질의 몰수입니다. 용질 질량을 알고 있다면 몰 질량으로 나누어 몰수 n을 구할 수 있습니다.

반응이나 손실 없이 물만 넣으면 용질은 그대로이고 용액의 부피가 늘어납니다. 같은 용질이 더 큰 부피에 분포하므로 농도가 낮아집니다.

c=n/V이고 희석 전후 n이 같으면 c₁V₁=c₂V₂입니다. 1 mol/L 용액 100 mL를 최종 500 mL로 맞추면 농도는 0.2 mol/L입니다.

용액을 일부 버리거나 반응·증발·침전이 생기면 단순 몰수 보존 조건을 다시 확인해야 합니다. 서로 다른 용액 부피의 합이 항상 정확한 최종 부피인 것도 아닙니다.

물만 더하면 용질 몰수는 보존되고 농도는 최종 용액 부피에 반비례해요. g/L는 질량 농도, mol/L는 몰농도예요.

가상 용질 한 종류, 몰질량 100 g/mol이에요. 전량 용해·손실 없음·반응 없음으로 가정하고 포화는 다루지 않아요. 입력 부피는 용매 부피가 아니라 최종 용액 부피예요. 부피 비가산성은 계산하지 않아요. g/L는 질량백분율이 아니에요.

n = m/M · c = n/V · c₁V₁ = c₂V₂

용질 손실이나 반응이 없으면 n은 같아요. c₁V₁ = c₂V₂이므로 0.5 × 0.100 / 0.500 = 0.1 mol/L예요.

같은 용질로 1000 mL까지 희석한 결과와, 용질만 10 g으로 늘린 500 mL 결과를 비교해요.