개념과 작동 원리
재결정은 온도 등에 따른 용해도 차이를 이용해 용질을 다시 결정으로 얻는 과정입니다. 냉각 재결정에서는 뜨거운 포화 용액을 식히는 방법을 사용합니다.
온도가 내려가 녹아 있을 수 있는 양이 줄면 초과한 용질이 석출합니다. 실제 결정 생성에는 핵생성과 성장 시간이 필요해 즉시 평형량이 나오지 않을 수도 있습니다.
관계식과 성립 조건
평형 석출량은 처음 녹아 있던 질량에서 최종 온도의 최대 용해량을 뺀 값입니다. 차가 음수이면 석출량을 0으로 두며, 물의 질량 기준을 맞춰 계산합니다.
계산은 용매 손실과 화학 반응이 없고 충분히 평형에 도달한다는 가정입니다. 실제 정제에서는 불순물의 용해도와 여과 중의 손실도 중요합니다.
가상 실험에서 읽을 변화
총용질 = 녹은 용질 + 결정이 보존돼요. 끝 온도의 용해 한계보다 적게 넣었다면 석출량은 0 g이에요.
가상 물질 A·B의 교육용 표예요. 실제 시약 자료가 아니에요. 0~100 °C, 1 atm 가정, 단위는 g/물 100 g이며 구간 사이는 선형 보간해요. 시작에 모두 용해된 용액만 실행해요. 물 질량 일정·평형 냉각 모형이며 증발·핵생성·과포화·성장 속도·여과 손실은 생략해요. 화면의 냉각 시간은 연출이며 실제 냉각 속도나 회수율 예측이 아니에요.
핵심 관계와 기호
석출량 = max(0, m₀ − S(T끝) × 물 질량/100)
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| m₀ | 처음 녹아 있던 용질 질량 | g |
| S(T끝) | 최종 온도의 용해도 | g/물 100 g |
예시로 확인하기
증발·손실 없이 냉각할 때 석출량을 구하는 식은?
끝 온도에서 녹아 있을 수 있는 양만 용액에 남아요. 그보다 많은 용질이 결정으로 나와요.
자주 헷갈리는 점
- 냉각하면 처음 녹인 용질이 전부 결정으로 회수되는 것은 아닙니다.