용액과 농도
용액의 정의
용액이란 두 가지 이상의 물질이 균일하게 섞인 혼합물로, 보통 용매와 용질로 구성됩니다. 일반적으로 물이 가장 많이 사용되는 용매이며, 용질은 물에 녹는 물질을 의미합니다. 예를 들어 소금물은 물이 용매이고 소금이 용질입니다. 용액은 외관상 한 가지 물질처럼 보이며, 물리적으로 혼합되어 있지만 화학적으로는 결합하지 않은 상태입니다.
농도의 의미
농도는 용액 내에 얼마나 많은 양의 용질이 녹아 있는지를 나타내는 수치입니다. 농도가 높다는 것은 상대적으로 많은 양의 용질이 용매에 녹아 있다는 뜻입니다. 농도는 다양한 단위로 나타낼 수 있으며, 대표적으로 퍼센트 농도(%), 몰 농도(M), 질량 농도(g/L) 등이 있습니다. 이 개념은 화학 실험뿐 아니라 식품 제조, 제약, 산업 공정 등 다양한 분야에서 핵심적으로 사용됩니다.
몰 농도(Molarity)
몰 농도는 가장 일반적으로 사용되는 농도 단위 중 하나로, 1리터의 용액에 녹아 있는 용질의 몰 수를 의미합니다. 예를 들어, 1M 염산은 1L의 물에 1몰의 염산이 녹아 있다는 뜻입니다. 몰 농도는 주로 화학 실험에서 정확한 반응 계산을 위해 필수적인 개념이며, 용액을 조제할 때도 매우 자주 사용됩니다.
농도 계산 방법
농도를 계산하려면 용질의 양과 용액의 전체 부피를 알아야 합니다. 퍼센트 농도는 용질의 질량 / 용액의 전체 질량 × 100으로 구하며, 몰 농도는 용질의 몰 수 / 용액의 부피(L)로 계산합니다. 이러한 계산은 정확한 혼합비율이 요구되는 실험, 조리, 의료 등에서 매우 중요합니다.
희석과 농축
용액의 농도를 변화시키는 방법에는 ‘희석’과 ‘농축’이 있습니다. 희석은 용액에 용매를 추가하여 농도를 낮추는 것이고, 농축은 용매를 증발시키거나 용질을 더 넣어 농도를 높이는 것입니다. 예를 들어, 실험용 고농도 용액을 사용할 때는 일반적으로 필요한 농도로 희석하여 사용합니다. 희석 시에는 몰수는 변하지 않지만 부피가 증가해 농도가 낮아집니다.